Vakuumdeponierte optische Schichten bändigen schon immer Licht – von der Unterdrückung von Reflexionen auf Brillengläsern bis hin zum Schutz von Spiegeln zur Lenkung stärkster Laserstahlen. Die neue Ausgabe der Vakuum in Forschung und Praxis (ViP) stellt diesmal neue Entwicklungen der Dünnschichttechnologie für optische Anwendungen vor.
Neue Sputterschichten zur Leistungssteigerung von Petawatt-Laserspiegeln stellen Dr. Thomas Willemsen und seine Co-Autoren von der Laseroptik GmbH vor. Die mittels Ionenstrahlsputtern (IBS) behandelten Spiegel bieten einzigartige Vorteile für den Strahltransport von Petawatt-Laserstrahlen. Nicht nur verhindert die kompakte und dichte Schichtstruktur eine thermische oder Vakuum-Luft-Spektralverschiebung und eine Veränderung der Wellenfront bei Vakuumtaktung, sie ermöglicht darüber hinaus auch die automatische Reinigung dieser gesputterten Optiken in Ultraschallreinigungsanlagen. So können die IBS-beschichteten Komponenten die Betriebszeit von PW-Laseranlagen erhöhen und die Betriebskosten erheblich senken, wie erste erfolgreiche Einsätze beim Transport des HAPLS (High-Repetition-Rate Advanced Petawatt Laser System), des weltweit leistungsstärksten PW-Lasers der ELI Beamlines, zeigen.
Optische Schichten und ihren Einfluss auf die Belastbarkeit dünner flexibler Gläser hat Wiebke Langgemach vom Fraunhofer Institut für organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP zusammen mit ihren Co-Autoren untersucht. Ihr neu entwickeltes schrittweises Ermüdungstestverfahren gestattet die Untersuchung von flexiblem Glas mit funktionalen Indiumzinnoxid- bzw. dielektrischen Antireflexbeschichtungen und kann zeigen, wie die Ermüdungsfestigkeit durch DC-Magnetron-gesputterte Beschichtungen signifikant steigt. Mittelfristig kann dies den nur schwer zu verarbeitenden flexible Gläser auch Einsatzbereiche jenseits der Unterhaltungselektronik eröffnen.
Ein universelles Modell für den Arbeitsprozess kontaktfreier Vakuumpumpen stellen Dr. Alexey Raykov und seine Co-Autoren von der Technischen Universität in Kazan vor. Die Entwicklung und Verbesserung dieser trockenlaufenden, im Bereich des Grob- und Feinvakuums arbeitenden Pumpen ist nur auf der Grundlage mathematischer Modellierung möglich. Während die meisten verfügbaren Softwareprodukte nur viskose und nahezu viskose Gasströmungen abdecken, berücksichtigt die von den Forschern vorgestellte Kammermethode die tatsächlichen Bedingungen während des Pumpvorgangs und berechnet den Leitwert der Schlitzkanäle des Rotormechanismus genau. Die gute Übereinstimmung mit dem Experiment empfiehlt diese Methode für die Auslegung von berührungslosen Vakuumpumpen.
Der bunte Magazinteil zeigt einmal mehr die – auch bezüglich Optik – vielfältige Welt der Vakuumtechnologie: In unserer News-Rubrik berichten wir unter anderem über Schlüsselkomponenten für das Quantencomputing, über Materialien der nächsten Generation für die organische Photovoltaik und die neuen grünen Laserblitze am European XFEL. Nachrichten aus der Forschung zeigen beispielsweise, wie dünne Metaoberflächen dicke Linsen ersetzen können, wie verschiedene Dünnschichten auf Rekord-Tandemsolarzellen dazu beitragen, das Licht optimal zu verwerten, und wie mit einem Doppel-Laser-Trick in einem Quantenpunkt ein Elektronenloch gleichzeitig zwei verschiedene Energieniveaus besitzen kann. Alles zu unserer Freude ohne Vakuumtechnik nicht möglich.
Es lohnt einen Blick.
Wiley / LK
