DE2113966A1

DE2113966A1 - Teilreflektierender Spiegel und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE2113966A1
Application number: DE19712113966
Authority: DE
Inventors: Loughlin Bernard D
Original assignee: Hazeltine Corp
Current assignee: BAE Systems Aerospace Inc
Priority date: 1970-03-23
Filing date: 1971-03-23
Publication date: 1971-10-07
Also published as: FR2083504A3; FR2083504B3; NL7103684A

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. W. Scherrmann Dr.-Ing. R. Rüger

73 Esslingen (Neckar), Fabrikstraße 9, Postfach 348 22. März 1971 Telefon

PA 11 rÜZa Stuttgart (0711)35Ä539

359619

Telegramme Patentschutz Essllngenneckar

Hazeltine Corporation/ 59-25 Little Neck Parkway, Little Neck, New York 11362 - U S A

Teilreflektierender Spiegel und Verfahren zu seiner Herstellung.

Die Erfindung betrifft einen teilreflektierender Spiegel mit einem Nutzstrahlung einer vorbestimmten Wellenlänge reflektierenden planaren Element, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Spiegels.

Unter teilreflektierenden Spiegeln sind im Gegensatz zu voll- oder ganzreflektierenden Spiegeln Spiegel verstanden, bei denen ein Teil der auf die Spiegeloberfläche auftreffenden Strahlung unter Ausbildung eines eigenen Strahlungsweges durch den Spiegel durchgelassen wird. Das Verhältnis zwischen der durchgelassenen und der reflektierten Strahlungsmenge ist als das Durchlae/Reflexionsverhältnis definiert und für jeden Spiegel durch den beabsichtigten Verwendungszweck gegeben.

Teilreflektierende Spiegel wurden bisher in der Weise hergestellt, daß eine durchsichtige Glasplatte mit einer reflektierenden Metallauflage versehen wurde, die so dünn ist, daß sie selbst teilweise durchsichtig ist. Ein typisches Verfahren hierzu besteht darin, daß eine bestimmte Aluminium-

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menge im Vakuum in Gegenwart einer transparenten Glasplatte verdampft wird. Das verdampfte Aluminium kondensiert auf einer Oberfläche der Glasplatte, wo es eine sehr dünne, teilweise reflektierende und teilweise durchsichtige Auflage bildet. Dieser Vorgang wird zu einem geeigneten Zeitpunkt unterbrochen, worauf der sich ergebende teilreflektierende Spiegel auf sein Durchlaß/Refüecionsverhältnis untersucht wird. Ist dieses Verhältnis kleiner als erwünscht, so wird der Spiegel abgeschabt, weil zuviel Aluminium abgelagert worden war. Ist das Verhältnis größer als gewünscht, so wird das Verfahren fortgesetzt, worauf der Spiegel wiederum geprüft wird.

Sowohl das erwähnte Herstellungsverfahren als auch die damit erzeugten Spiegel leiden unter einer Anzahl von Nachteilen. Zunächst ist die Verdampfung/Kondensation nicht leicht steuerbar; gewöhnlich ergibt sich eine nicht gleichförmige Metallauflage.auf der Glasoberfläche. Dies hat zur Folge, daß das Durchlaß/Reflexionsverhältnis in unerwünschter und unvorhersehbarer Weise über die Oberfläche des Spiegels veränderlich ist. Außerdem ist das Herstellungsverfahren wegen der erforderlichen Zwischenprüfungen und Fehlerausmerzung zeitraubend, teuer und ungenau. Schließlich hängt das Durchlaß/Reflexionsverhältnis eines auf diese Weise hergestellten Spiegels von der Wellenlänge der auftreffenden Strahlung ab. Der durchgelassene Strahlengang kann unerwünschte Farbverschiebungen erleiden, die davon herrühren, daß der Spiegel einzelne Wellenlängender Strahlung in unterschiedlichem Maße dämpft.

Ziel der Erfindung ist es deshalb, einen teilreflektierenden Spiegel zu schaffen, der ein genau vorbestimmtes Durchlaß-Reflexionsverhältnis aufweist, das entweder gleichförmig oder in vorbestimmter Weise selektiv ungleichförmig über die Spiegeloberfläche ist. Außerdem liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dessen Hilfe

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sich solche Spiegel in einfacher Weise herstellen lassen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist der teilreflektierende Spiegel gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß das reflektierende planare Element eine Anzahl entsprechend einem vorbestimmten Muster angeordneter, für Strahlung der vorbestimmten Wellenlänge durchlässiger Gebiete oder Bereiche aufweist, und daß auf ein reflektierendes Muster bildende reflektierende Gebiete oder Bereiche auftreffende Nutzstrahlung reflektierbar und auf strahlungsdurchlässige Bereiche auftreffende Nutzstrahlung durchlassbar ist.

Zur Herstellung eines solchen Spiegels kann erfindungsgemäß derart vorgegangen werden, daß eine reflektierende Oberfläche eines ganzreflektxerenden Spiegels mit einer gleichförmigen Schicht eines fotochemischen Materiales abgedeckt, das fotochemische Material einem vorläufigen Strahlungsmuster ausgesetzt wird und schließlich das reflektierende Material entsprechend dem Bestrahlungsmuster des fotochemischen Materiales unter Ausbildung einer Anzahl strahlungsdurchlässiger Gebiete, die durch ein endliches Muster reflektierenden Materiales begrenzt sind, entfernt wird.

Weitere vorteilhafte Merkmale und Eigenschaften des erfindungsgemäßen Spiegels und des neuen Herstellungsverfahrens für einen solchen Spiegel ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, sowie aus den anschließenden Unteransprüchen.

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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen teilreflektierenden Spiegel gemäß der Erfindung, in perspektivischer Darstellung, im Ausschnitt,

Fig. 2a, teilreflektierende Spiegel gemäß der Erfindung im Querschnitt, jeweils in einer Seitenansicht und im Ausschnitt unter Veranschaulichung unterschiedlicher Einstrahlverhältnisse,

Fig. 3 einen teilreflektierenden Spiegel gemäß der Erfindung mit einem selektiv ungleichmäßigen Durchlaß/Reflexionsverhältnis in der Draufsicht, im Ausschnitt und

Fig. 4 die Veranschaulichung eines Verfahrensschrittes bei der Herstellung eines teilreflektierenden Spiegels gemäß der Erfindung.

Erfindungsgemäß kann ein neuartiger teilreflektierender Spiegel hergestellt werden, ohne daß es notwendig wäre, zur Erzielung der teilweisen Reflexion zu unerwünscht dünnen Metallüberzügen oder -auflagen Zuflucht zu nehmen. Der neue'Spiegel ist im Prinzip digital aufgebaut, d. h. ausgewählte Gebiete auf der Oberfläche eine transparenten Materialcs werden vollständig reflektierend gemacht, während die verbleibenden Flächen durchsichtig gelassen werden. Das Verhältnis zwischen der von einem solchen neuen Spiegel durchgelassenen und der von diesem Spiegel reflektierten Strahlungsmenge ist durch den prozentualen Flächenanteil der transparenten Oberfläche, welcher mit dem total reflektierenden Material abgedeckt ist, bestimmt. Der prozentuale Flächenanteil des reflektierenden Materiales ist eine Größe, die, wie im weiteren noch erläutert werden wird,

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einfach und genau eingestellt werden kann. Die Ungenauigkeiten und Unregelmäßigkeiten, die bei bekannten teilreftektierenden Spiegeln deshalb auftraten, weil es nicht möglich war, die Stärke der dünnen reflektierenden Metallauflage exakt einzustellen, entfallen damit.

In den Fig. 1,2 und 3 sind Ausschnitte aus erfindungsgemäßen teilreflektierenden Spiegeln vergrößert dargestellt. Jeder Spiegel verfügt über ein Basismaterial, das bei 5 in Fig. 1 angedeutet ist, und die Gestalt einer Platte mit zwei parallelen Primäroberflächen aufweist, welche in den Fig. 1 bis 3 bei 6 und 7 angedeutet sind, und eben, glatt sowie mit Bezug auf die Plattendicke verhältnismäßig großflächig sind. Das Basismaterial ist derart gewählt, daß es für die bei der vorgesehenen Verwendung des Spiegels auftretende Strahlung durchlässig ist. Soll der Spiegel z. B. zur Aufteilung des Strahlenganges von sichtbarem Licht in einen reflektierten und einen durchgelassenen Strahlenweg verwendet werden, so wird als Basismaterial Glas, Quarz oder Kunststoff verwendet werden. Falls der Spiegel auf der anderen Seite aber zur Aufteilung des Strahlenganges einer Infrarotstrahlung verwendet werden soll, kann eine Saphirplatte verwendet werden. Die bei der beabsichtigten Verwendung des Spiegels auftretende Primärstrahlung wird zur Unterscheidung von anderer Umgebungsstrahlung (wie Raumbeleuchtung, kosmische Strahlung etc.), die in der Umgebung des Spiegels vorhanden sein kann, im weiteren als "Nutzstrahlung¹¹ bezeichnet.

Der in Fig. 1 dargestellte teilreflektierende Spiegel weist ein vorbestimmtes Muster von reflektierendem Material auf, welches bei der vorbestimmten Wellenlänge der Nutzstrahlung reflektierend ist. Dieses bei 10 angedeutete reflektierende Material ist auf der Oberfläche 6 des Basismateriales 5 angeordnet/ so dad auf die mustergemäß von dem reflektieren-

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den Material 10 abgedeckten Teile der Oberfläche 6 auftreffende Nutzstrahlung reflektiert werden kann, während auf nicht abgedeckte Teile der Oberfläche 6 auftreffende Nutzstrahlung durch das Basismaterial 5 durchgelassen wird. Das Verhältnis der durchgelassenen Menge der Nutzstrahlung zur reflektierten NutzStrahlungsmenge ist fest und durch den prozentualen Flächenanteil der Oberfläche 6 bestimmt, welcher durch das mustergemäß angeordnete reflektierende Material 10 abgedeckt ist. Soll z. B. ein Lichtstrahlenweg in zwei gleiche Strahlenwege aufgeteilt werden, so braucht lediglich ein Muster für die Anordnung des reflektierenden Materiales 10 gewählt werden, das 50 % der Oberfläche 6 abdeckt und 50 % unabgedeckt und damit durchlässig läßt.

Die Wirkungsweise eines solchen Spiegels ist aus Fig. 2a zu verstehen, wo ein erfindungsgemäßer teilreflektierender Spiegel im Querschnitt dargestellt ist. Eine Glasplatte 5' mit zwei Primäroberflächen 6, 7, die auf der Oberfläche 6 durch Elemente 10' angedeutetes, mustergemäß angeordnetes reflektierendes Material trägt, ist einer Nutzstrahlung ausgesetzt, welche durch Lichtstrahlen P , P„ und P₃ veranschaulicht ist. Die Lichtstrahlen P₁ und P_ treffen auf die Primäroberfläche 7 auf, erleiden die nicht dargestellte normale Brechung an der Luft/Glasgrenzfläche, werden durch die Glasplatte 5' durchgelassen und treffen auf Teile der Oberfläche 6 auf, welche durch reflektierende Elemente 10' abgedeckt sind. Die Strahlen P₁ und P₃ werden sodann von den Elementen 10· reflektiert; sie treten aus der Glasplatte 5¹ aus und bilden die mit P._R und P,_ bezeichneten reflektierten Lichtstrahlen. Der Lichtstrahl P₂ trifft auf einen Teil der Oberfläche 6, der nicht mit Elementen des reflektierenden Musters abgedeckt ist. Dieser Lichtstrahl verläßt die Glasplatte auf dem dargestellten Wege als durchgelassener Lichtstrahl P_2T· Das Verhältnis der durchgelassenen zur reflektierten Strahlungsmenge über die gesamte Fläche der Primäroberfläche 6 ist als da3 Durchlaß/Reflexionsverhältnis des teilreflektierenden Spiegels nach Fig. 2a definiert, und

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durch das Verhältnis des nicht abgedeckten Oberflächenteiles zu dem abgedeckten Oberflächenteil bestimmt. Dieses Verhältnis kann bei der Herstellung eines solchen Spiegels durch entsprechende Bemessung der Größe und Gestalt der reflektierenden Elemente oder des Abstandes zwischen den einzelnen Elementen des reflektierenden Musters genau eingestellt werden. Tatsächlich wird lediglich der prozentuale Flächenanteil der Oberfläche 6, der mit reflektierendem Material abgedeckt ist, verändert. Gleichwertige Ergebnisse können durch Verwendung eines Musters erzielt werden, welches nicht aus einzelnen Punkten, sondern aus einer Reihe von Linien oder anderen geeigneten Musterelementen oder Musterungen des reflektierenden Materiales besteht, welche das jeweils gewünschte Durchlaß/Reflexionsverhältnis erzeugen. Das Muster kann gleichmäßig sein, wie es in Fig. 1 veranschaulicht ist, wo eine Anzahl gleich großer Punkte 10 in gleichen Abständen in Zeilen und Spalten angeordnet ist, um damit einen teilreflektierenden Spiegel zu ergeben, der über seine gesamte Fläche ein gleichmäßges Durchlaß/Reflexionsverhältnis aufweist. Das Muster kann auch ungleichförmig sein, wie dies in Fig. 3 veranschaulicht ist, wo drei Spalten kleiner Punkte 11 neben zwei Spalten größerer Punkte 12 angeordnet sind, welche ihrerseits neben einer Spalte quadratischer Elemente 13 liegen. Damit ergibt sich ein teilreflektierender Spiegel, dessen gesamtes Durchlaß/Reflexionsverhältnis ungleichförmig ist, weil das Muster der reflektierenden Elemente 11, 12 und 13 selbst ungleichförmig ist. Das Durchlaß/Reflexionsverhältnis erfindungsgemäßer Spiegel kann somit selektiv ungleichförmig gemacht werden, indem lediglich bei der Spiegelherstellung jeweils ein geeignetes, in entsprechender Weise nichtlineares Muster für die Anordnung des reflektierenden Materiales gewählt wird.

Ein erfindungsgemäßer teilreflektierender Spiegel kann naturgemäß auch in der Weise hergestellt werden, daß

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eine vorbestimmte raustergemäße Anordnung von durchlässigen Bereichen in einem reflektierenden planaren Element vorgesehen wird. Dies kann anhand der Fig. 3 veranschaulicht werden, wenn angenommen wird, daß die Platte 6 einen Teil eines reflektierenden planaren Elementes bildet. In diesem Falle ist in der Platte 6 ein Muster durchlässiger Bereiche durch die Ausbildung von Löchern (beispielsweise durch Bohren) erzeugt, welche durch die Elemente 11, 12, 13 dargestellt sind. Dieser Spiegel wirkt in der bereits beschriebenen Weise, d. h. er reflektiert Nutzstrahlung, welche auf reflektierende Bereiche seiner Oberfläche auftrifft und läßt Nutzstrahlung durch, die zu den durchlässigen Löchern gelangt. Diese Ausführungsform benötigt nicht das früher erwähnte durchlässige Basismaterial, weil das planare Element mit einer solchen Dicke ausgebildet werden kann, daß es selbsttragend ist. Falls erforderlich kann das planare reflektierende Element jedoch an einem planaren undurchlässigen Element befestigt werden, welches ein Muster von entsprechenden, jedoch etwas größeren Löchern aufweist, und einen mechanischen Träger für das reflektierenden Element bildet.

In Fig. 2b ist eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Spiegels dargestellt, bei der Lichtstrahlen vor dem Eintritt in die Glasplatte 5¹ auf ein reflektierendes Muster auftreffet, das auf der Oberfläche 7 angeordnet ist. Wie aus der Zeichnung zu ersehen, weisen die sich ergebenden reflektierenden und durchgelassenen Lichtstrahlen die gleiche Verteilung wie in Fig. 2a auf. Die Oberfläche, auf der das teilweise reflektierende Material bei dem teilreflektierenden Spiegel angeordnet ist, wird somit im allgemeinen entsprechend den Bedürfnissen des jeweiligen Anwendungsfalles gewählt. Das Haupterfordernis besteht darin, daß das reflektierende Material bei der Wellenlänge oder den Wellenlängen der Nutzstrahlung reflektierend ist. Bei sichtbarem

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Licht haben sich z. B. Aluminium, Silber und Chrom als gut reflektierende Materialien erwiesen.

Ein typischer erfindungsgemäßer Spiegel weist ein gleichmäßiges Lochmuster (Lochdurchmesser 0,075 mm, Lochabstand 0,16 mm) auf, das in eine total reflektierende Aluminiumschicht eingeätzt ist, die auf einer Oberfläche einer viereckigen polierten Glasplatte sitzt. Dies ergibt einen teilreflektierenden Spiegel mit einem Durchlaß/Reflexionsverhältnis von 3/17 für einen sichtbaren Lichtweg oder 15 % des auftreffenden Lichtes werden durchgelassen, während 85 % des auftreffenden Lichtes gleichmäßig über die ganze Fläche der Platte reflektiert werden.

Bei einigen Anwendungsfällen von erfindungsgemäßen teilreflektierenden Spiegeln ist es zweckmäßig, die Größe und den Abstand der das reflektierende Muster bildenden Elemente derart zu wählen, daß sie in der Spiegelebene außerhalb des Brennpunktes liegen, d. h. unscharf sind. Dies ist notwendig, wenn der Betrachter (der auch ein optisches System sein kann) weder in dem durchgelassenen noch in dem reflektierten Strahlengang das reflektierende Muster auflösen können soll und demgemäß die digitale Natur des Spiegels nicht erkennen soll.

Herstellungsverfahren

Zur billigen und exakten Herstellung teilreflektierender Spiegel der oben beschriebenen Art kann ein neues Verfahren verwendet werden:

Der ernte Verfahrensschritt besteht darin, die reflektierende Oberfläche eines vollreflektierenden Spiegels mit einer gleichmäßigen Schicht eines fotochemischen Materials abzudecken. Ein fotochemisches Material ist in diesem Sinne ein Material, welches bei der Belichtung eine chemische Veränderung erfährt. Ein -übliches .f^Dtqphemisches Material, das bei

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diesem Verfahren verwendet werden kann, wird als Fotoresist-bezeichnet. Fotoresiste sind allgemein chemische Substanzen, die ihre Widerstandsfähigkeit gegen die Einwirkung bestimmter ätzender Lösungen bei Belichtung verändern. Mittels einer bekannten Technik, wie Aufrollen, Aufsprühen, Wirbeln oder Tauchen, wird eine gleichmäßige Lage des Fotoresists aufgetragen (Schutzschicht). Dem Auftragen der Schutzschicht kann ein Verfahrensschritt vorhergehen, in dem die reflektierende Oberfläche auf einer transparenten Glasplatte aufgebracht wird, um zunächst den voll reflektierenden Spiegel herzustellen. Dies kann durch Aufdampfung oder in anderer an sich bekannter Weise geschehen, wie durch Zerstäubung, Elektronenstrahlverdampfung oder durch chemische Reduktion. Wesentlich ist lediglich, daß die Dicke der Unterlage groß genug ist, um einen Durchtritt der Nutzstrahlung zu verhindern.

Der zweite Verfahrensschritt besteht darin, das fotochemische Material einem vorübergehenden Strahlungsmuster auszusetzen. Dieses vorübergehende Strahlungsmuster wird später in ein endgültiges Muster reflektierenden Materiales übergeführt, doch brauchen diese Muster nicht äquivalent zu sein, sie können vielmehr auch komplementär zueinander sein. So kann z. B. das vorläufige Muster dem endgültigen Muster entgegengesetzt (im fotografischen positiv/ Negativ-Sinn) ausgebildet sein. Dieser Verfahrensschritt kann einfacherweise in der Weise durchgeführt werden, daß das fotochemische Material durch eine fotografische Maske, welche das vorläufige Muster wiedergibt, der Strahlung ausgesetzt wird. Eine solche Maske weist im allgemeinen abwechselnd durchlässige und undurchlässige Bereiche auf, so daß die auf undurchlässige Bereiche auftreffende Strahlung von der Maske absorbiert wird, während die auf durchsichtige Bereiche auftreffende Strahlung das fotochemischc Material belichtet. Um optimale Ergebnisse zu erzielen, ist

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es zweckmäßig, die Maske mit der Schicht des fotochemischen Materialcs in Berührung zu halten, um damit eine gleichmäßige und genaue Belichtung über die ganze Oberfläche zu gewährleisten. In Fig. 4 ist eine Anordnung zur Herstellung erfindungsgemäßer Spiegel schematisch dargestellt:

Eine durchsichtige Glasplatte 14 ist mit einer total reflektierenden Auflage 15 überzogen, auf der eine gleichmäßige Schicht 16 eines Fotoresists (Schutzschicht) angeordnet ist.(in der Zeichnung sind die Schichtdicken der Klarheit wegen übertrieben vergrößert dargestellt). ^j

Mit der Schutzschicht 16 wird eine fotografische Maske in Berührung gehalten, wobei eine Lichtquelle 18 zur Belichtung des Fotoresists durch die Maske 17 verwendet wird.

Der nächste Schritt in dem den Fotoresist als fotochemisches Material verwendenden Verfahren besteht in der Entfernung des reflektierenden Materiales mittels eines chemischen Ätzverfahrens entweder von den belichteten oder den unbelichteten Bereichen der reflektierenden Oberfläche. Abhängig davon, ob das verwendete vorläufige Muster ein Negativ- oder Positiv des endgültigen Musters ist und ob der Fotoresist ein positiver oder negativer Typ ist, wird « Material entweder von den belichteten oder den unbelichteten Bereichen entfernt. Im Falle eines positiven Fotoresists wird der Fotoresist selbst von den belichteten Gebieten bei der Entwicklung entfernt, die durch Untertauchen der Platte in einer geeigneten Entwicklerlösung vorgenommen wird, deren Zusammensetzung normalerweise vom Hersteller des Fotoresists angegeben wird. Die unbelichteten Bereiche des Fotoresists bleiben auf der Platte und schützen die von ihnen abgedeckten Teile der reflektierenden Auflage gegen die Einwirkung der verwendeten Ätzlösung. Bei Verwendung eines negativen Fotoresists wird der Fotoresist bei der Entwicklung durch Untertauchen der Platte in der Entwicklerlösung in

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nicht belichteten Bereichen entfernt, so daß die reflektierende Auflage in den Gebieten, in denen sie durch belichtete Bereiche des Fotoresists abgedeckt ist, von der Einwirkung der Ätzlösung geschützt ist.

Nach der Entwicklung des Fotoresists wird die Ätzlösung zur Einwirkung gebracht, um das reflektierende Material in den ungeschützten Bereichen zu entfernen. Es kann jedes bekannte Ätzmittel verwendet werden, das nicht mit dem Fotoresist in geschützten Bereichen reagiert und das das reflektierende Material in den ungeschützten Bereichen entfernt. Wirkungsvolle Ätzmittel sind:

Salzsäure, Natronlauge und Eisenchloride.

Ein in der Praxis zur Herstellung eines Spiegel· verwendetes Ätzmittel bestand einfach in-der nochmaligen Anwendung der Entwicklerlösung, welche zur Entwicklung des verwendeten positiven Fotoresists benutzt worden war. Dies ergab einen besonders wirksamen, langsamen und leicht beeinflussbaren Ätzvorgang.

Das Endprodukt ist wiederum aus Fig. 1 zu ersehen, in der das durchlässige Basismaterial 5 mit einem Muster reflektierender Elemente JLO bedeckt ist. Die durchlässigen Bereiche zwischen den Elementen 10 waren anfangs mit reflektierendem Material bedeckt, welches dann mit dem erläuterten Verfahren weggeätzt worden war. Die Elemente 10 entsprechen den Gebieten der reflektierenden Auflage, welche durch den entwickelten Fotoresist gegen die Ätzung geschützt waren.

Im Falle eines positiven Fotoresists kann eine Abziehlösung, wie Azeton, verwendet worden, um den verbleibenden Fotoresist von den geschützten Gebieten zu entfernen, so daß lediglich das endgültige Muster des auf der durch-

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lässigen Glasoberfläche abgelagerten reflektierenden Materials verbleibt.

Us gibt eine Reihe zweckmäßiger Alternativen und/oder Abwandlungen des beschriebenen Verfahrens zur Herstellung erfindungsgemäßer Spiegel. Eines davon wird als Rasterverfahren bezeichnet; es besteht in der kombinierten Anwendung des Fotoresists, der Belichtung und der Ent-

..■j uCu Fotoresists. Der Fotoresist (oder ein anderes Schutzmaterial, wie Wachs) wird auf die reflektierende Oberfläche eines Spiegels durch ein Sieb oder Raster mit einem vorbestimmten Öffnungsmuster aufgebracht. Der Fotoresist wird lediglich in Bereichen der reflektierenden Oberfläche abgelagert, welche den öffnungen des Gitters oder Rasters entsprechen, so daß die Oberfläche In einem Verfahrensschritt zum Ätzen vorbereitet ist. Das Rasterverfahren ist insbesondere in den Fällen zweckmäßig, in denen die Abstände und die Größenerstreckung des reflektierenden Materials verhältnismäßig groß sind,so daß ein gutes und genaues Raster erzeugt werden kann.

Wenn auch im Vorstehenden ein spezielles Abnahmeverfahren (chemisches Ätzen) beschrieben worden ist, so versteht sich doch, daß zur Abnahme oder Entfernung des reflektierenden Materiales von entweder den belichteten oder unbelichteten Gebieten der reflektierenden Oberfläche jedes beliebige, hierfür geeignete Verfahren verwendet werden kann, um erfindungsgemäße teilreflektierende Spiegel zu erzeugen. So könnten z. B. ein Laserstrahl- oder ein mechanisches Schneidsystem vorgesehen werden, um die ungeschützten Bereiche wegzuschneiden, falls die Größenabmessungen des Musters ein solches System technisch zweckmäßig machen. Selbstverständlich ist die Erfindung einer ganzen Reihe von Abwandlungen und Ergänzungen fähig.

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Claims

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Patentansprüche

/Iy Teilreflektierender Spiegel mit einem Nutzstrahlung einer vorbestimmten Wellenlänge reflektierenden planaren Element, dadurch gekennzeichnet, daß das reflektierende planare Element (10) eine Anzahl entsprechend einem vorbestimmten Muster angeordneter, für Strahlung der vor-

-.;"..-.;; Wellenlänge durchlässiger Gebiete oder Bereiche (5) aufweist, und daß auf ein reflektierendes Muster bildende reflektierende Gebiete oder Bereiche (10, 10') auftreffende Nutzstrahlung (P₁, P₃, P₃) reflektierbar (P₁₁,, P_ori) und auf strahlungsdurchlässige Bereiche auf-

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treffende Nutzstrahlung durchlassbar ist (^ρ ₂τ^ *
2. Spiegel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mustergemäß angeordneten strahlungsdurchlässigen Gebiete oder Bereiche durch Löcher (11, 12, 13) in dem reflektierenden planaren Element gebildet sind.
3. Spiegel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das vorbestimmte Muster gleichförmig, über die Oberfläche des Spiegels verteilt ist, und daß der Spiegel ein gleichförmiges, durch den prozentualen durch das reflektierende Muster bedeckten Oberflächenanteil bestimmtes Durchlaß/ Reflexionsverhältnis aufweist.
4. Spiegel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

die das vorbestimmte Muster ungleichförmig über/Oberfläche ■ des Spiegels verteilt ist, und daß der Spiegel ein selektiv ungleichförmiges Durchlaß/Reflexionsverhältnis über die Spiegeloberfläche aufweist.
5. Spiegel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

er ein für Nutzstrahlung der vorbestimmten Wellenlänge durchlässiges Basismaterial aufweist, das auf einer Oberfläche

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das reflektierende Muster bildendes reflektierendes Material trägt, und daß auf durch das reflektierende Muster abgedeckte Bereiche des Basismaterials reflektierbar und auf nicht abgedeckte Bereiche auftreffende Nutzstrahlung durchlassbar ist.
6. Spiegel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Basismaterial Glas, Quarz oder Kunststoffmaterial ist.
7. Spiegel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das reflektierende Material Aluminium, Silber oder Chrom ist.
8. Spiegel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Basismaterial eine Platte mit zwei Primäroberflächen bildet, und das entsprechend dem vorbestimmten Muster verteilte reflektierende Material auf einer PrimäroberfläcRe angeordnet ist.
9. Spiegel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das vorbestimmte gleichförmige Muster aus einer Anzahl gleich großer und in gleichem Abstand angeordneter Musterelemente besteht.
10. Verfahren zur Herstellung eines teilreflektierenden Spiegels nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine reflektierende Oberfläche eines ganzreflektierenden Spiegel* mit einer gleichförmigen Schicht eines fotochemischen Materiales abgedeckt, das fotochemische Material einem vorläufigen Strahlungsmuster ausgesetzt wird und schließlich das reflektierende Material entsprechend dem Bestrahlungsmuster des fotochemischen Materiales unter Ausbildung einer Anzahl strahlungsdurchlässiger Gebiete , die durch ein endliches Muster reflektierenden Materiales begrenzt sind, entfernt wird.

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11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Entfernung des reflektierenden Materiales zunächst das fotochemische Material entwickelt wird, um nichtbestrahlte Bereiche gegen ein selektiv wirkendes Entfernungsverfahren su schützen und dann das reflektierende Material, das durch bestrahlte ungeschützte Bereiche des fotochemischen Materials abgedeckt ist, mit dem selektiven Entfernungsverfahren entfernt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das fotochemische Material ein positives Fotoresistmaterial ist, durch das bei der Entwicklung nicht bestrahlte Gebiete gegen ein selektiv wirkendes Ätzverfahren schützbar sind, und daß das selektiv wirkende Entfernungsverfahren in der chemischen Ätzung der reflektierenden Oberfläche unter Entfernung des von dem entwickelten positiven Fotoresistmaterial ungeschützten reflektierenden Materials besteht.
13. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Entfernung des reflektierenden Materiales zunächst das fotochemische Material entwickelt wird, um bestrahlte Bereiche gegenüber einem selektiv wirkenden Entfernungsverfahren zu schützen, und daß dann das von nichtbestrahlten ungeschützen Bereichen des fotochemischen Materiales bedeckte reflektierende Material unter Erzeugung einer Anzahl strahlungsdurchlässiger, durch ein endliches Muster reflektierenden Materiales begrenzter Bereiche mittels des selektiven Entfernungsverfahrens entfernt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das fotochemische Material ein negatives Fotoresistmaterial ist, durch das bei der Entwicklung bestrahlte Bereiche gegen ein selektiv wirkendes Ätzverfahren schüt2-bar sind, und daß das selektive Entfernungsverfahren in der chemischen Ätzung der reflektierenden Oberfläche unter Ent-

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fernung des von dem entwickelten negativen Fotoresistmaterial ungeschützten reflektierenden Materiales besteht.
15. Verfahren nach Anspruch 10, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das fotochemische Material durch eine dem vorläufigen Muster entsprechende fotografische Maske, die in Berührung mit der Schicht des fotochemischen Materiales gehalten wird, der Strahlung ausgesetzt wird.

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