Entspiegelung von optischen Oberflächen für den VUV-Spekralbereich
Dr. F. Frost
Leibniz-Institut für Oberflächenmodifizierung e.V.
In diesem anwendungsbezogenen Teilprojekt wird ein neuartiger Ansatz
zur Entspiegelung von optischen Quarzglasoberflächen (fused silica)
für den Vakuum-UV-Spektralbereich verfolgt. Im Gegensatz zu konventionellen,
d.h. planaren Entspiegelungsschichten bzw. -schichtsystemen soll die
Antireflexionswirkung durch eine Nanostrukturierung der Oberflächen
erreicht werden („Mottenaugeneffekt“). Damit verbunden wird
eine breitbandige Entspiegelung, d. h. eine hohe Transmission über
einen großen Winkelbereich des einfallenden Lichtes sowie über
einen großen UV-Wellenlängenbereich angestrebt.
Die dazu notwendigen nanostrukturierten Oberflächen sollen ausschließlich
über Selbstorganisationsprozesse realisiert werden, wobei die Ergebnisse
der anderen grundlagenorientierten Teilprojekte unmittelbar bei der
Strukturierung der maskierenden Opferschicht berücksichtigt werden
sollen.
Grundsätzlich soll die Nanostrukturierung über einen Mehrschrittprozess
realisiert werden. Zunächst werden geeignete Opferschichten (Si,
Ge, GaSb) auf SiO2 abgeschieden, die anschließend mittels Ionstrahlerosion
selbstorganisierend strukturiert werden. Abschließend wird die
derart nanostrukturierte Maske unter Verwendung reaktiver Ionenstrahlätzprozesse
in das optische Material (SiO2) übertragen. Ein wesentlicher Vorteil
dieses Ansatzes, im Vergleich zu Interferenzschichtsystemen, besteht
in der erhöhten Laserfestigkeit sowie der Minimierung von Spannungen.
Die Breitband-Entspiegelung ist unmittelbar gegeben wenn Strukturen
mit einem ausreichend hohen Aspektverhältnis realisiert werden.
Hauptinhalte des Projektes sind die Herstellung/Deposition geeigneter
Opferschichten die als selbstorganisierende Masken verwendet werden
können, die Strukturierung der Opferschichten aufbauend auf den
Untersuchungen der anderen Teilprojekte, der Übertrag der Maskenstrukturen
unter Verwendung von reaktiven Ionenstrahlätzprozessen bzw. alternativen
Trockenätzprozessen sowie der Nachweis der Entspiegelungswirkung
für nanostrukturierter Quarzglasoberflächen im VUV-Spektralbereich
< 200 nm.
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