DE3041550A1 - Spectacle lens coated with multilayer interference filter - pref. contg. titania and silica, for visually adjusting industrial flame profile - Google Patents
Spectacle lens coated with multilayer interference filter - pref. contg. titania and silica, for visually adjusting industrial flame profileInfo
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Abstract
Description
BESCHREIBUNG DESCRIPTION
Die Erfindung betrifft eine mit vielschichtigem Interferenzfilter versehene Brillenlinse, die insbesondere zur Einstellung der Bearbeitungsflammen sowie zur Anwendung in zur Durchführung dieser Einstellung dienenden Brillen geeignet ist. Die erfindungsgemäße Brillenlinse ist mittels ihrer Interferenz-Filterschicht den Bearbeitungsbedingungen sowie den Glaszusammenstellungen angepaßt, also folgt sie der Strahlungscharakteristik, d.h. der Flammenfarbe.The invention relates to a multilayer interference filter provided spectacle lens, in particular for setting the processing flames as well as for use in glasses serving to carry out this setting is. The spectacle lens according to the invention is by means of its interference filter layer adapted to the processing conditions and the glass compositions, so follows the radiation characteristics, i.e. the flame color.
Bekannt ist, daß die Einstellung der in der Glasverarbeitung und Glastechnik angewendeten Bearbeitungsflammen im allgemeinen nach Augenmaß erfolgt. Zur Einstellung werden Absorptionsbrillenlinsen verwendet, deren Glas mit verschiedenen Stoffen dotiert ist.It is known that the setting of the glass processing and glass technology applied processing flames is generally done by eye. To recruitment absorption goggle lenses are used, their glass with different substances is endowed.
Solche Brillenlinsen dienen in erster Näherung zur Absonderung des von der Bearbeitungsflamme ausgesendeten Lichts in den Spektrumsbereichen, in denen die Zusatzstoffe des heißen Glases eine intensive Strahlung ausüben. Da sich die Grenzen des als Referenzgrundlage angewendeten Kerns der Bearbeitungsflamme verwaschen, entsteht eine falsche Temperaturfühlung.Such spectacle lenses are used as a first approximation to isolate the light emitted by the processing flame in the spectrum ranges in which the additives of the hot glass exert intense radiation. Since the Limits of the core of the processing flame used as a reference basis washed out, incorrect temperature sensing occurs.
Die beschriebene Einwirkung ist besonders in der Nähe des Maximums der Empfindlichkeitskurve des Auges störend.The action described is particularly close to the maximum disturbing the sensitivity curve of the eye.
Von den technischen Gläsern, die mehr oder weniger Natrium auf der Oberfläche oder eingeschlossen enthalten, werden hauptsächlich die Absorptionsbrillenlinsen (Neofan-Gläser) verwendet, die in der Nähe der D-Linie des Natriums eine über 98-prozentige Absorption aufweisen. Diese Gläser sind jedoch kostspielig.From the technical glasses that have more or less sodium on the Surface or included are mainly the absorption goggle lenses (Neofan glasses) that used near the D-line of sodium a about 98 percent Have absorption. However, these glasses are expensive.
Bekannt sind weiterhin industrielle Brillen zur Farbfiltrierung (Polished Filters CS 1-60, Glas No 5120, Industrial Glass Industries), die für die selben Zwecke verwendet werden können, wie die erfindungsgemäße Brillenlinse. Die bekannten Brillenlinsen sind Jedoch in ihrem Stoff gefärbt und nicht durch Dünnschichttechnologie hergestellt.Industrial glasses for color filtering (polished Filters CS 1-60, Glas No 5120, Industrial Glass Industries) for the same Purposes can be used, such as the eyeglass lens according to the invention. The known Spectacle lenses However, they are colored in their fabric and not through Thin film technology manufactured.
Der gemeinsame Nachteil der bekannten Brillenlinsen zur Einstellurffl von industriellen Flammen ergibt sich aus der Anwendung des im Itatorial gefärbten Glases, demzufolge sind sie kostspielig und zeigen eine niedrige Selektivität der Filtereinwirkung.The common disadvantage of the known eyeglass lenses for adjustment of industrial flames results from the application of that colored in the itatorial Glass, consequently they are expensive and show a low selectivity of the Filter action.
Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb in der Schaffung von Brillenlinsen zur Einstellung von Flammencharakteristik und mit Filtereigenschaften, bei denen die Reflexion und die Selektivität der Brillenlinsen vergrößert ist, so daß die Forderungen der Farbenfiltrierung bei den Glasbearbeitungen genauer erfüllt werden können. Dabei soll die Herstellung der Filterschicht der Brillenlinsen elastischen und ökonomischen wechselnden Forderungen folgen.The object of the invention is therefore to create eyeglass lenses for setting flame characteristics and with filter properties where the reflection and the selectivity of the spectacle lenses is increased, so that the Requirements of color filtration in glass processing are met more precisely can. The production of the filter layer of the spectacle lenses should be elastic and to follow changing economic demands.
Diese Aufgabe wird durch Anbringen einer harten, kratzbeständigen TiO2 - SiO2-Interferenz-Filterschicht an die Brillenlinse gelöst. Die Anbringung erfolgt z.B. durch reaktive Vakuumaufdämpfung mittels einer Elektronenkanone. Die Interferenz-Filterschicht wird als ein Schichtsystem aufgebaut, das aus verschiedenen Schichten mit verschiedener Dicke und aus verschiedenen Stoffen besteht. Die Anzahl der Schichten wird derart ausgewählt, daß die Reflexion des Schichtsystems in Wellenlängenbereichen der bei der Glasbearbeitung vorkommenden störenden Strahlungen stark wird.This job is done by attaching a tough, scratch-resistant TiO2 - SiO2 interference filter layer loosened on the eyeglass lens. The attachment takes place e.g. by reactive vacuum absorption by means of an electron gun. the Interference filter layer is built up as a layer system consisting of different Layers of different thickness and made of different fabrics. The number of the layers is selected in such a way that the reflection of the layer system in wavelength ranges the disturbing radiation occurring during glass processing becomes strong.
Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert.The invention is explained in more detail, for example, with the aid of the drawings.
Es zeigen: Fig. 1 das Schema eines für 589 nm Wellenlänge ausgebildeten 1 5-schichtigen Systems; Fig. 2 das Transmissionsdiagramm des in Fig. 1 dargestellten Schichtsystems, wobei ein Band großer Reflexion sich von 540 nm bis 660 nm erstreckt und Fig. 3 das Schema einer Hochvakuum-Aufdampfvorrichtung zur Herstellung des Schichtsystems.The figures show: FIG. 1 the diagram of one designed for a wavelength of 589 nm 1 5-layer system; FIG. 2 shows the transmission diagram of the one shown in FIG Layer system, with a large reflection band extending from 540 nm to 660 nm and 3 shows the diagram of a high-vacuum vapor deposition device for production of the shift system.
In Fig. 1 bestehen die mit ungeraden Zahlen gekennzeichneten Schichten aus TiO2 mit einer optischen Dicke von und die mit geraden Zahlen gezeichneten aus SiO2 mit einer optischen Dicke von 0/4, wobei x O = 589 nm.In Fig. 1, there are the layers marked with odd numbers made of TiO2 with an optical thickness of and those drawn with even numbers SiO2 with an optical thickness of 0/4, where x O = 589 nm.
Aus der Maxwellschen Theorie ist ableitbar, daß eine beliebige Reflexion bei gegebenen Wellenlängen dadurch erreicht werden kann, daß absorptionsfreie Schichten, abwechselnd mit hohem und mit niedrigem Lichtbrechungsindex, in einer optischen Dicke von j\ /4 aufgedampft werden, wobei A /4 = nd, wenn n den Lichtbrechungsindex und d die Schichtdicke bedeuten.From Maxwell's theory it can be deduced that any reflection at given wavelengths this can be achieved by using absorption-free layers, alternately with a high and a low refractive index, in an optical Thickness of j \ / 4, where A / 4 = nd, if n is the refractive index and d is the layer thickness.
Die Reflexion kann durch zweckmäßige Auswahl der Anzahl der Schichten und der Brechungszahlen verändert werden. Die Breite eines auf solche Weise hergestellten Bandes großer Reflexion hängt vom Verhältnis der Lichtbrechungsindexe ab. Erfindungsgemäß wird nun diese Relation zur Lösung des bestehenden Problems ausgenutzt. Es wurde gefunden, daß die bei Herstellung von reflektierenden bzw. filtrierenden Belägen vorgesehenen Interferenzschichten auf Brillenlinsen zur Einstellung von Flammentemperaturen ausgezeichnet anwendbar sind. Dadurch wird eine tatsächlich vorkommende Forderung gegenüber den bekannten Methoden erfUllt.The reflection can be achieved by appropriate selection of the number of layers and the refractive indices are changed. The width of a manufactured in this way Band's large reflection depends on the ratio of the indexes of refraction. According to the invention this relation is now used to solve the existing problem. It was found that the production of reflective or filtering coverings provided interference layers on spectacle lenses for setting flame temperatures are excellently applicable. This becomes an actual requirement compared to the known methods.
Die Erfindung wird durch das folgende Beispiel weiter erläutert.The invention is further illustrated by the following example.
Beispiel Es wird die Herstellung einer Brillenlinsenschicht zur Absonderung der D-Linie beschrieben.Example It is the manufacture of an eyeglass lens layer for secrecy the D-line.
Auf einem Träger werden Schichten aus TiG2 von hohem Lichtbrechungsindex mit nH = 2,3 und aus SiO2 von niedrigem Lichtbrechungsindex mit nL » 1,45 durch Aufdampfen hergestellt.Layers of TiG2 with a high refractive index are placed on a carrier with nH = 2.3 and made of SiO2 with a low refractive index with nL »1.45 Manufactured by vapor deposition.
Wenn die Schichtdicken einem Viertel der abzusondernden Wellenlänge gleich sind, kann eine Reflexion von etwa 99,5 % mit 15 Schichten erreicht werden. Gemäß Fig. 1 wird ein Schichtsystem aus 15 Schichten von optischer Dicke A 0/4 = 589/4 nm ausgebildet.When the layer thickness is a quarter of the wavelength to be secreted are the same, a reflection of about 99.5% with 15 layers can be achieved. According to FIG. 1, a layer system of 15 layers of optical Thickness A 0/4 = 589/4 nm is formed.
Das Schichtsystem wird im Hochvakuum durch Aufdampfen in einer Vorrichtung nach Fig. 3 aufgebracht. Die Aufdampfungsquellen sind: eine Elektronenkanone und eine Widerstandsheizung, die in einem Rezipient von 700 mm Durchmesser angeordnet sind. Die Vorrichtung ist mit einem quarzkristallischen und optischen Meßsystem zur Bemessung von Schichtdicken versehen. Die in Fig. 3 ge-zeigte Vorrichtung hat eine aus Photometer, Lichtquelle, Ablenkungsspiegel, Linse und Referenz-Photoelement bestehende Einrichtung 1, ein Meßphotoelement 2, einen Interferenzfilter 3, ein Meßglas 4, einen Träger 5, eine Verdampfungsquelle 6 für Ti02 mit einer Elektronenkanone, eine Verdampfungsquelle 7 für Si02 mit einer Widerstandsheizung und einen Rezipienten 8.The layer system is created in a high vacuum by vapor deposition in a device applied according to FIG. 3. The evaporation sources are: an electron gun and a resistance heater, which is placed in a recipient with a diameter of 700 mm are. The device is equipped with a quartz crystal and optical measuring system for dimensioning layer thicknesses. The device shown in FIG. 3 has one consisting of a photometer, light source, deflection mirror, lens and reference photo element existing device 1, a measuring photo element 2, an interference filter 3, a Measuring glass 4, a carrier 5, an evaporation source 6 for Ti02 with an electron gun, an evaporation source 7 for Si02 with a resistance heater and a recipient 8th.
Die TiO2-Schichten werden in einer 02-Atmosphäre unter Anwendung einer Elektronenkanone aufgedampft.The TiO2 layers are applied in an 02 atmosphere using a Electron gun evaporated.
Die Si02-Schichten werden in einer 02-AtmosphEre mittels Verdampfung von SiO durch eine Widerstandsheizung hergestellt.The SiO2 layers are in an O2 atmosphere by means of evaporation made of SiO by resistance heating.
Die Parameter sind dabei: Druck des Sauerstoffs: 2,5.10 2 Pa Temperatur des Trägers: 3000C Wellenlänge der Einstellung: 589 nm Geschwindigkeit der Dämpfung: 1,5 nm/s Das optische Meßsystem ermöglicht eine ungewöhnliche Elastizität der Messung, weil die Beobachtungen bei beliebigen Wellenlängen mit Hilfe von entsprechenden Interferenzfiltern stattfinden können. Somit ist ein beliebiges Reflexionsband verwendbar, das auf die den Forderungen entsprechende Wellenlänge eingestellt werden kann.The parameters are: Pressure of oxygen: 2.5.10 2 Pa temperature of the carrier: 3000C Wavelength of the setting: 589 nm Speed of the attenuation: 1.5 nm / s The optical measuring system enables an unusual elasticity of the measurement, because the observations at any wavelength with the help of appropriate Interference filters can take place. Any reflection tape can be used, which can be adjusted to the wavelength corresponding to the requirements.
Fig. 2 zeigt das Transmissionsdiagramm der beispielsgemäß vorbereiteten Schicht.2 shows the transmission diagram of the prepared according to the example Layer.
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