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Spiegel
Spiegel mit hochreflektierenden Beschichtungen erhöhen die Reflexion und vermindern die Transmission
Spiegel werden durch das Aufbringen einer Metallschicht oder durch Beschichtungen mit dielektrischen Schichtsystemen realisiert. Auf diese Weise erzeugte Schichten werden auch als hochreflektierende Beschichtungen (HR) bezeichnet. Verspiegelungen erhöhen die Reflexion in einem bestimmten Wellenlängenbereich und reduzieren gleichzeitig die Transmission.
Optische Spiegel dienen der Reflexion von Licht, aber auch der Selektion bestimmter Strahlungsanteile. Sie eignen sich dank ihrer individuell einstellbaren Reflexions- und Transmissionseigenschaften für verschiedenste Anwendungen. Optische Beschichtungen werden hergestellt durch eine oder mehrere Schichten, die in unterschiedlichen Dicken auf das Substrat aufgebracht werden. Wir bieten ein breites Spektrum an Spiegelbeschichtungen, die auf verschiedene optische Anforderungen für vielfältige Anwendungen zugeschnitten sind.
Metallspiegel
Mit metallischen Spiegeln werden hochreflektierende Schichten bzw. Verspiegelungen realisiert
Hochreflektierende Schichten bzw. Verspiegelungen können mit Hilfe metallischer Spiegel realisiert werden. Metallschichten bzw. metallische Spiegel werden mittels PVD-Beschichtung erzeugt. Dabei werden hochreine Metalle im Vakuum verdampft und als dünne Schichten auf dem Trägermaterial abgeschieden. In Abhängigkeit von Beschichtungsmaterial und Schichtdicke können sowohl Spiegel und Absorber als auch teiltransparente Oberflächen hergestellt werden.
Meist werden, ebenfalls im Vakuum, zusätzliche transparente Schutzschichten aufgebracht. Diese verhindern eine nachträgliche Oxidation der metallischen Schichten und erhöhen die Reflexion sowie den Widerstand gegen mechanische Beschädigungen.
Äußerst dünne metallische Schichten können auch auf transparenten Substraten abgeschieden werden, um teiltransparente Schichten oder Strahlteiler-Beschichtungen zu generieren.
Aluminiumspiegel
Aluminiumspiegel bieten einen hohen, farbneutralen Reflexionsgrad von UV bis IR
Substrate aus Glas oder Kunststoff werden im Hockvakuum mit einer Aluminiumschicht bedampft. Die so entstehenden Aluminiumspiegel zeichnen sich durch einen hohen, farbneutralen Reflexionsgrad in einem Spektralbereich vom Ultravioletten (UV) bis Infrarot (IR) aus. So eignen sich Aluminiumbeschichtungen insbesondere für breitbandige Reflektoren im UV- bis weit in den IR-Bereich.
Darüber hinaus können die Eigenschaften der Aluminiumspiegel durch zusätzlich aufgebrachte Schutzschichten (Aluminium enhanced) beeinflusst werden.
Vorteile Aluminiumspiegel:
- Hoher, farbneutraler Reflexionsgrad von UV bis IR
- Alterungsbeständig
- Spektralbereich: UV bis IR
- Unterschiedliche Einfallswinkel
- Substrate: Glas oder Kunststoffe, ggf. auch Metalle
Kupferspiegel
Kupferspiegel überzeugen mit einer hohen thermischen Belastbarkeit
Kupferspiegel weisen eine hohe thermische Belastbarkeit auf. Deshalb werden sie dort eingesetzt, wo Spiegelsubstrate stark erwärmt werden, zum Beispiel durch die hohe Leistung von Lasern. Da Kupfer über eine sehr gute thermische Leitfähigkeit verfügt, sind Kupferspiegel (bei entsprechender Wärmeanfuhr) mechanisch sehr stabil und langlebig. Zudem besitzt Kupfer ein sehr hohes Reflexionsvermögen im infraroten Spektralbereich. Die optischen Eigenschaften hängen im sichtbaren Bereich von der Wellenlänge ab und können durch ein entsprechendes Schichtdesign beeinflusst werden.
Vorteile Kupferspiegel:
- Hohe thermische Leitfähigkeit
- Hohes Reflexionsvermögen im IR
- Unterschiedliche Einfallswinkel
- Substrate: Glas oder Kunststoffe, ggf. auch Metalle
Silberspiegel
Mit Silberspiegeln wird ein hohes Maß an Reflexion erreicht
Silber besitzt im sichtbaren Spektralbereich von allen Metallen das höchste Reflexionsvermögen. Silberspiegel werden vornehmlich im sichtbaren bis infraroten Spektralbereich genutzt und üblicherweise mit einer zusätzlichen Oxidschicht vor dem „Anlaufen“ (Verfärbung durch Sulfid-Bildung) geschützt.
Vorteile Silberspiegel:
- Sehr hohes Reflexionsvermögen
- Spektralbereich: VIS bis IR
- Unterschiedliche Einfallswinkel
- Substrate: Glas oder Kunststoffe, ggf. auch Metalle
Vorderflächenspiegel
Vorderflächenspiegel bieten ein hervorragendes Reflexionsvermögen über breite Wellenlängenbereiche
Die Bezeichnung "Vorderflächenspiegel (VS)" ist im Grundsatz für jeden Spiegel anwendbar, dessen erste Grenzfläche eine verspiegelte Oberfläche darstellt. Im Gegensatz zu einem Rückflächenspiegel (Verspiegelung der zweiten Grenzfläche), bei dem der passierende Strahl an der zweiten Grenzfläche stark und an der ersten Grenzfläche leicht reflektiert wird, werden die aus diesem Strahlengang resultierenden Doppelbilder bei einem Vorderflächenspiegel vermieden. Aufgabe einer Verspiegelung ist die Reflexion von Strahlung, einstellbar für UV-, VIS- und IR-Bereich. Vorderflächenspiegel werden meistens durch das Aufbringen von metallischen Schichten realisiert, da diese über einen breiten Wellenlängenbereich eine hohe Reflektivität aufweisen. Überdies können Metallspiegel, deren Metallschichten eine eher geringe Festigkeit aufweisen, durch zusätzliche dielektrische Schichten verstärkt werden. Für Infrarot-Dioden empfiehlt sich auch Kupfer als Reflexionsmedium. Die Reflexionswerte typischer Vorderflächenspiegel liegen zwischen 88 % und 92 % und können bei hochreflektierenden Oberflächenspiegel auch 94 % bis 99 % erreichen. Vorderflächenspiegel werden meist als Aluminiumspiegel ausgeführt und zum Teil auch als Oberflächenspiegel bezeichnet.
Vorteile Vorderflächenspiegel:
- Doppelbildfreie Bildwiedergabe
- Hohe Reflexionswirkung
- Durch Wahl unterschiedlicher Verspiegelungsmaterialien sind unterschiedliche wellenabhängige Reflexionsgrade einstellbar.
- Spektralbereich: UV bis IR (abhängig vom Beschichtungsmaterial)
- Einfallswinkel kann angepasst werden
- Substrate: Floatglas, Borosilikatglas, Glaskeramik, Quarz und Metall
Rückflächenspiegel
Zum Schutz der vorderen Spiegelschicht werden Rückflächenspiegel eingesetzt
Als Rückflächenspiegel bezeichnet man Spiegel mit rückseitiger Beschichtung. Diese Spiegelart ist sehr robust gegenüber äußeren Einflüssen, da sich das Spiegelglas auf der Vorderseite befindet und die rückseitige Verspiegelung bspw. durch Schutzfolien zusätzlich geschützt werden kann. Der Nachteil der Rückflächenspiegel ist jedoch, dass sie mehr Absorptionsverluste und Nebenreflexionen aufweisen und dadurch bei der Bildwiedergabe Doppelbilder entstehen. Diese können durch zusätzliche reflexionsmindernde Schichten zwar reduziert, aber nicht ganz ausgeschlossen werden.
Vorteile Rückflächenspiegel:
- Besonderer Schutz der Spiegelschicht
- Robust gegen Einflüsse von außen
- Spektralbereich: variiert je nach Substrat
Substrate: Floatglas, Borosilikatglas, Quarz
Dielektrische Spiegel
Dielektrische Spiegel sind optimal zur Lenkung, Veränderung und Abbildung von Lichtstrahlen
Dielektrische Spiegel (auch Interferenz-Spiegel genannt) sind im Vergleich zu Metallspiegeln spektral weniger breit und in ihrer Reflexion winkelabhängig. Sie können jedoch bei senkrechtem Einfallswinkel Reflexionswerte im sichtbaren Bereich von über 99.9% erreichen, allerdings nur in einem schmalen Spektralbereich. Breitbandigere Spiegel können mit etwas geringerer Reflexion ebenfalls hergestellt werden.
Dielektrische Spiegel sind optimal, um sie zur Lenkung, Veränderung und Abbildung von Lichtstrahlen einzusetzen. Durch das Aufbringen von dielektrischen Schichten mit individuellem, an die Anforderungen der Anwendung angepassten Schichtdesigns kann die Reflexion der Oberflächen maximiert und die Strahlung nach Wunsch gesteuert werden. Dielektrische Spiegelschichten werden für bestimmte Wellenlängen optimiert und heben daher einen definierten Spektralbereich an. Sie bestehen aus Mehrfachschichten mit abwechselnd hoher und niedriger Brechzahl (Wechselschichtsysteme).
Hochreflektierende Spiegel
Hochreflektierende Spiegel erhöhen die Reflexion für definierte Wellenlängenbereiche
Hochreflektierende Beschichtungen bzw. Verspiegelungen haben das Ziel, die Reflexion in einem bestimmten Wellenlängenbereich zu maximieren und gleichzeitig die Transmission zu minimieren. Hochreflektierende Spiegel (HR) zeichnen sich durch eine Reflektivität von Strahlung aus, die gegen 100% konvergiert. Derart hohe Reflexion wird durch aufwendige dielektrische Schichtsysteme (Interferenzschichtsysteme) ermöglicht, unter Einbezug von Beschichtungsmaterialien mit hohem (H/high) und niedrigen (L/low) Brechungsindex. Die resultierende Steigerung der Reflektivität beruht auf der optimalen Ausnutzung der Interferenz. Mit hochreflektierenden Beschichtungen werden Verluste von Strahlung durch Transmission und Absorbtion vermindert. Ermöglicht werden u.a. Spiegel mit farbneutraler Wiedergabe auch unter sehr hohen Einfallswinkeln (AOI). Dielektrisch beschichtete Spiegel verfügen zudem über eine höhere Härte und eine gute Beständigkeit gegen chemische Einflüsse.
Ein Beispiel für hochreflektierende Spiegel sind Dentalspiegel (Mundspiegel), die in der Zahnmedizin eingesetzt werden.
Vorteile hochreflektierender Spiegel:
- Sehr hohe Reflexion (bis fast 100%)
- Robust gegen Einflüsse von außen
- Spektralbereich: UV bis IR
- Einfallswinkel anpassbar
- Substrate: Glas, Keramik, Kunststoffe, Metalle
Kaltlichtspiegel
Kaltlichtspiegel reflektieren sichtbares Licht und lassen Wärmestrahlung durch
Kaltlichtspiegel kommen zum Einsatz, wenn die durch Infrarotstrahlung hervorgerufene Wärmebelastung unterbunden werden muss. Kaltlichtspiegel auf Glas trennen die sichtbare Strahlung von der unerwünschten Wärmestrahlung, d.h. sie reflektieren sichtbare Strahlung und sind für Wärmestrahlung durchlässig. Sie reduzieren die Wärmebelastung in optischen Strahlengängen.
Vorteile Kaltlichtspiegel:
- Unterbinden der Infrarotstrahlung
- Ableiten von Wärmestrahlung
- Spektralbereich: VIS bis IR
- Einfallswinkel können ein gestellt werden
- Substrate: Floatglas, Borosilikatglas
Funktionsschichten
Funktionelle Schichten erzielen Eigenschaften wie Sinterfähigkeit, Lötbarkeit oder elektrische Isolation
Die Oberfläche eines Bauteils spielt häufig eine entscheidende Rolle, wenn es um die Funktionalität geht. Wir bieten zahlreiche funktionelle Beschichtungen, um die Oberflächen verschiedener Grundmaterialien je nach Anforderungsprofil mit zusätzlichen, verbesserten Eigenschaften auszustatten.
Funktionsschichten, die wir aufbringen, umfassen etwa:
- Chrom (Cr)
- Nickel (Ni)
- Kupfer (Cu)
- Titan (Ti)
- Gold (Au)
- Silber (Ag)
- Tantal (Ta)
- Aluminium (Al)
- Rhodium (Rh)
- Indium (In)
- Kombinationsschichten aus den genannten, etwa Nickel-Chrom (Ni-Cr), Eisen-Nickel-Chrom (FeNiCr)
Mit diesen Schichten werden Eigenschaften wie Sinterfähigkeit, Lötbarkeit oder elektrische Leitfähigkeit erreicht oder verbessert. Die funktionellen Schichten erleichtern dadurch zum Beispiel das Anbinden von Substraten, Leistungsmodulen oder Leiterplatten auf Kühlkörper, etwa mit einem Sinterprozess oder durch Bonding.
Auch elektrische Isolation oder die Abschirmung von elektromagnetischen Störwellen werden mit funktionellen Schichten realisiert. Themen des Wärmemanagements, wie die Wärmeableitung und die thermische Leitfähigkeit, können durch funktionelle Beschichtungen ebenfalls optimiert werden. Außerdem kommen Funktionsschichten zum Herstellen von Haftschichten sowie Verbundschichten zum Einsatz.
