Schichtaufbau von Optiken

Optische Komponenten (z.B. Linsen, Filter, ...) sind wesentlicher Bestandteil lasergestützter Instrumente und Geräte. Sowohl in der Neuentwicklung als auch bei der Qualitätssicherung kann der Einsatz analytischer Techniken sehr sinnvoll sein, wie folgendes Beispiel zeigt:

Die Güte eines dielektrischen Laserspiegels lag nach kurzer Betriebsdauer unterhalb der Herstellerspezifikation. Tiefenprofil einer metallischen Beschichtung auf Glas (Laserspiegel) - Nachweis von SpurenverunreinigungenUntersuchungen der Spiegeloberfläche lieferten keine Hinweise auf die Ursache des Ausfalls. Daher wurde eine Kontamination des Glassubstrats oder Verunreingungen der hierauf abgeschiedenen Metalloxidschichten als Fehlerquelle vermutet. In der Produktion wurden zudem verschiedene potentiell fehlerverursachende Substanzen (z.B. Polituren, organische Kontaminationen, Tenside, ...) identifiziert, so dass ein Screening des Schichtaufbaus mittels ToF-SIMS Tiefenprofilierung sinnvoll erschien. Die ToF-SIMS ist aufgrund des empfindlichen, parallelen Nachweises aller Elemente eine ideale Methode zum Sichten schadhafter Bauteile. Das ToF-SIMS Tiefenprofil des Laserspiegels zeigt, dass der prinzipielle Schichtaufbau des optischen Bauteils (Schichtdicken, Qualität der Grenzschichten) den Spezifikationen entspricht.
Durch eine genaue Prüfung der Zusammensetzung einzelner Schichten anhand der aufgezeichneten Rohdaten konnten erhöhte Intensitäten von Mg und Al in der ersten HfO-Schicht nachgewiesen werden. Weitere Analysen ergaben, dass diese Elementanreicherung auf Rückstände des zur Bearbeitung des Glassubstrats verwendeten Politur zurückgeführt waren. Durch eine unvollständigen Reinigungsschritt war die Politur an der Glasoberfläche verblieben.