Strahlenschutzanordnung mit integriertem Bestrahlungs-Indikator

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Schutz gegen schädigende Einwirkungen von Strahlen und zu deren Indikation, die vorzugsweise als Sichtfenster oder Brille gestaltet zum Schutz gegen Schädigungen der Augen gegenüber elektromagnetischer Strahlung hoher Bestrahlungsstärke verwendet werden kann.

Strahlenschutzvorrichtungen, insbesondere zum Schutz der Augen gegenüber energiereicher monochromatischer Strahlung hoher Flächendichte, zum Beispiel Laser¬ strahlung, sind in zahlreichen Ausfuhrungsformen bekannt. Sie sind meist als Platten bzw. Folien aus transparentem Material ausgebildet und mit Überfangmaterialien versehen, welche eine solche Spektralfilterwirkung aufweisen, daß der Spektralbereich der Strahlung, vor welchem die Augen geschützt werden sollen, am Durchdringen weitgehend gehindert, der nicht gefährdende Spektralbereich hingegen in einem solchen Maße hindurchgelassen wird, daß die Beobachtung der Vorgänge in dem strahlungsgefährdeten Raum, insbesondere in unmittelbarer Umgebung der Strahlungsquelle, möglich ist.

Derartige Überfangsmaterialien auf transparenten Trägern sind häufig als Folgen dünner Interferenzschichten ausgeführt, deren Substanzeigenschaften und Schichtdicken in bekannter Weise so ausgewählt sind, daß das Interferenzschichtsystem im Spektralbereich der gefährdenden Strahlung einen hohen Reflexionsgrad (nahe 100%), in den benachbarten Spektralbereichen jedoch eine nur relativ geringe Reflexion aufweist.

So sind z.B. aus der Literatur: "Infrared Filters" von A. Borisevich, N.G. Nereshehagain, und M.ANalidov, 1971, S. 206 - 208 Konstruktionsprinzipien der Lichtfilterung durch das Zusammenwirken der Spektralfiinktionen von Interferenzfiltern

(z.B. Schmalbandfilter vom Fabry-Perot-Typ oder Multi-Cavity-Filter) und Absorptionsfiltern bekannt. Die hier beschriebenen Konstruktionsprinzipien bewirken die Blockung der aufgrund der Periodizität bei Interferenzfiltem auftretenden Transmissionsbereiche höherer Ordnung durch Kombination von Interferenzfiltem mit absorbierenden Substraten und/ oder Superstraten (z.B. Kittgruppen), die eine Kurz- und/oder Langpasscharakteristik aufweisen. Die Ergänzung dieser Kombination mit zusätzlichen meist absorbierenden Interferenzschichtfiltern als Blockgruppen

(Kurzpässe, Langpässe) fuhren zur Verbesserung der Lichtblockfunktion. So z.B. blocken die im IR-Bereich häufig verwendeten Ge/ZnS-Langpassblockfilter aufgrund der Absorption des Germaniums den gesamten sichtbaren Spektralbereich.

Aus H. A. M. Macleod "Thin-Film Optical Filters" Adam Hilger Ltd., Bristol (1986), S.

292 - 308 sind Metallinterferenzfilter vom Typ Fabry-Perot bekannt, bei denen die schmalbandigeTransmissionscharakteristik durch eine beidseitige Einbettung einer dielektrischen Abstandsschicht in halbdurchlässige Metallschichtspiegel erzeugt wird.

Desweiteren sind aus B.V. Landan, P.H. Lissberger "Theory of Induced Tranmission

Filters in Terms of Concept of Equivalent Layers", JOSA 62 (1972) No. 11, P. 1258 - 1264 Schichtsysteme bestehend aus absorbierenden und nichtabsorbierenden Schichten mit induzierter Transmission bekannt, bei denen die Absorptionsproblematik durch geeignete Beeinflussung der Feldstärken des stehenden elektrischen Feldes in den Orten der absorbierenden Schichten gemindert wird.

Die Verwendung der beschriebenen Schichtsysteme für Strahlenschutzanordnungen bewirkt, daß die schädigende Strahlung von den Augen des im Bereich des Strahlungsfeldes arbeitenden Operateurs bzw. weiterer, in unmittelbarer Umgebung anwesender Personen zuverlässig fe gehalten wird. Andererseits weisen derartige bekannte Anordnungen insofern schwerwiegende Nachteile auf, als der Benutzer einer solchen Schutzvorrichtung grundsätzlich nicht feststellen kann, ob bzw. wann er einer Strahlungsgefährdung ausgesetzt ist und auch im Anschluß an den Aufenthalt in der Strahlungsgefährdenden Zone eine eingetretene Strahlungsexposition nicht mehr nachweisbar ist, so daß Strahlungsgefährdungen nicht erkannt und ihre Ursachen daher auch nicht beseitigt werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegen die gefährdende Strahlung einer Wellenlänge λ ₀ wirksame Strahlenschutzvorrichtung mit selbsttätiger Indikatorwirkung zu schaffen, bei welcher beim Auftreffen der gefährdenden Strahlung eine in Durchsicht und/oder Reflexion insbesondere visuell nachweisbare lokale Veränderung von Teilen des Materials der Schutzvorrichtung erzeugt wird. Dabei soll die Schutzwirkung der Strahlenschutzanordnung zu keinem Zeitpunkt vor, während oder nach einer irrever¬ siblen oder reversiblen Veränderung beeinträchtigt sein.

Diese Aufgabe wird mit einer erfindungsgemäßen Anordnung gelöst.

Die erfindungsgemäße Anordnung besteht aus einer transparenten Trägerplatte, - Scheibe oder -folie und einer auf einem solchen Träger aufgebrachten Folge dünner optischer Schichten, welche hinsichtlich Schichtmaterialien und Schichtdicken so ausgewählt und angeordnet sind, daß ein hoher Schutz gegen Transmission des gefährdenden Spektralintervalls bei ausreichender Durchsicht im übrigen sichtbaren

Spektralbereich gewährleistet und mit der gleichen Anordnung die Kontrolle über Strahlungsexpositionen ermöglicht wird.

Die Selektierung der gefährdenden Strahlung der Wellenlänge λ ₀ und die Verhinderung ihrer Transmission erfolgt zunächst nicht, entsprechend den bekannten Dünnschicht-

Strahlenschutzvorrichtungen, vorzugsweise durch Reflexion, sondern vorzugsweise durch selektive Absorption innerhalb einer Schicht des Schutz-Schichtsystems. Die stattfindende Wandlung von Strahlungsenergie in Wärmeenergie erzeugt in der absorbierenden Schicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei erhöhter Temperatur, je nach den physikalischen und chemischen Schichtsubstanzeigenschaften, unterschiedliche strukturelle und/oder chemische Veränderungen, zum Beispiel lokale Schichtabtragungen (Ablation), Materialaufwerfungen, Bläschenbildung,

Texturveränderungen, Verfärbungen, Oxidation oder andere Phasen- und Modifikationsänderungen, welche nach einem Grundgedanken der Erfindung als sichtbare Materialinhomogenitäten zur Indikation einer stattgefundenen Strahlungs¬ exposition der Schutzvorrichtung dienen. Diese Materialinhomogenitäten können irreversibel oder reversibel sein. Führt mindestens einer der genannten Degradationsprozesse zur Aufhebung der selektiven Absorption in der absorbierenden Schicht des Schichtsystems, so sorgt das nachgelagerte Substrat- Schichtsystem für die Aufrechterhaltung des Strahlenschutzes vorzugsweise durch Reflexion oder durch eine kombinierte Wirkung von Reflexion und Absorption.

Die Indikations- oder Konversions-Empfindlichkeit einer dünnen absorbierenden Schicht zur Erzeugung sichtbarer Materialveränderungen, die auf fotothermischen oder fotochemischen Energiewandlungseffekten beruhen, ist bekanntlich definiert als:

Rc = const ^• ( 1/Qrad, min)'

wobei Q _rac j ^^ die auftreffende Strahlungsenergie bei der Wellenlänge λ ₀ bedeutet, die mindestens erforderlich ist, um den Wandlungseffekt auszulösen. Bei konstantem

Strahlquerschnitt wird der Schwellenwert Q _ra( j ^n um so kleiner und damit die

Indikationsempfindlichkeit um so größer, je kleiner die Dichte p sowie die spezifische

Wärme c des absorbierenden Schichtmaterials und je geringer die für die Materialveränderung erforderliche Temperaturerhöhung (zum Beispiel bis zur Schmelztemperatur) sind und je größer die Absorptionsdichte A d ist mit A als der in der Schicht der Dicke d absorbierte Anteil der auf die Schutzanordnung auftreffenden Strahlungsenergie bei der Wellenlänge λ ₀ .

Die für die Indikations-Empfindlichkeit relevante Größe A/d erfährt in der erfindungs¬ gemäßen Anordnung eine entscheidende Steigerung gegenüber konventionellen optischen Absorptionsprozessen dadurch, daß die gesamte Schichtenfolge als optisches Resonanzabsorbersystem nach POHLACK ausgebildet ist (DD-WP 146 224, DD-WP 152 638), in welchem die absorbierende Schicht die Funktion des absorbierenden

Resonators für die Wellenlänge λ ₀ der gefährdenden Strahlung einnimmt. Ein solches Schichtsystem erzeugt bekanntlich - im Gegensatz zu der exponentiell abklingenden Absorption in nicht resonanzfähigen, ausgedehnten Absorbern des gleichen Materials - eine hundertprozentige oder nahezu hundertprozentige Absorption bereits innerhalb Schichten mit einer extrem geringen Dicke, erreicht also extrem hohe

Absorptionsdichten A/d im Spektralbereich um die Wellenlänge λ ₀ und trägt damit zu der erwünschten Absenkung der Energieschwelle für das Auslösen signifikanter fotothermischer (oder fotochemischer) Wandlungseffekte bei.

Um den schichttechnologischen Aufwand für den Strahlenschutz und die Strahlungs-

Indikation gering zu halten, soll gemäß der Erfindung das für die absorbierende Resonanzschicht auszuwählende Material in dem Spektralbereich, der die Wellenlänge λ ₀ der gefährdenden Strahlung enthält, einen Absorptionskoeffizienten k größer als 0.01 und vorzugsweise größer als 1 aufweisen.

Darüber hinaus ist es, wie die obigen Ausführungen über den fotothermischen Wand¬ lungsprozeß aufzeigen, zur Erzielung einer möglichst empfindlichen Strahlungs- Indikation zweckmäßig, aus den für den gewünschten fotothermischen Effekt geeigneten absorbierenden Materialien diejenigen auszuwählen, welche eine relativ geringe spezifische Wärme und eine relativ geringe Massendichte aufweisen.

Gemäß der Erfindung ist der die rückseitige Resonatorwand repräsentierende, in Strah¬ lungsrichtung hinter der Resonanzschicht angeordnete Teil des gesamten Schichtsystems ausgebildet als eine mindestens im Spektralbereich der gefährdenden Strahlung einen hohen Reflexionsgrad aufweisende Kombination bestehend aus brechzahldifferenten Interferenzschichten, die nicht oder nur sehr gering absorbieren, mit einer auf die Strahlungsrichtung bezogenen abwechselnden Folge niedriger und

hoher bzw. hoher und niedriger Schichtbrechzahlen. Zur Erzielung einer hohen Resonatorgüte soll die auf die der Resonanzschicht anliegende Grenzfläche des hinteren Interferenzschichtsystems bezogene Pseudobrechzahl, welche in bekannter Weise die optischen Eigenschaften des nachfolgenden Teilschichtsystems integriert, bei der Wellenlänge λ ₀ Werte gleich oder kleiner als 0.1 aufweisen, wenn die

Wechselschichtfolge in Strahlungsrichtung mit der kleineren Schichtbrechzahl beginnt bzw. Werte gleich oder größer als 10, wenn die Wechselschichtfolge mit der größeren Schichtbrechzahl beginnt. Die genannten Pseudobrechzahlen werden erzielt, wenn das der Resonatorschicht nachgeordnete Teilschichtsystem in einem die Wellenlänge λ ₀ enthaltenden

Spektralintervall innerhalb des Wellenlängenbereichs λ ₀ - 50 nm und λ ₀ + 50 nm einen Reflexionsgrad gegen Luft aufweist, der größer als 99% ist. Dabei dient diese hohe Reflexion bei der Wellenlänge λ ₀ zugleich dem Strahlenschutz, wenn die absorbierende Schicht durch den fotothermischen Wandlungsprozeß strahlungsdurchlässig oder teilweise strahlungsdurchlässig geworden ist. Zur Erzielung hinreichender

Durchsichtigkeit der Schutzanordnung, also hinreichender Lichtdurchlässigkeit mindestens in Teilen des sichtbaren Spektrums soll der Reflexionsgrad der hinter der absorbierenden Resonatorschicht angeordneten Schichtkombination im sichtbaren Spektralbereich unter Ausschluß des die Wellenlänge λ ₀ enthaltenden Spektralintervalls kleiner als 50% sein.

Gemäß der Erfindung ist der die vordere Resonatorwand repräsentierende, in Strahlungsrichtung vor der Resonanzschicht angeordnete Teil des gesamten Schichtsystems als reflexionsauslöschende Schicht oder Schichtkombination aus- gebildet, welche die reflexionsfreie Anpassung an das Superstrat, zum Beispiel Luft, bewirkt. In Fällen, in denen eine optische Anpassung an das Superstrat durch Interferenzschichten nicht erforderlich ist, zum Beispiel, wenn das Superstrat bereits die optische Funktion der vorderen Resonatorwand erfüllt oder wenn die Resonanzbedingung zwar nicht vollkommen, aber bereits hinreichend gut erfüllt wird, sieht die erfindungsgemäße Anordnung den unmittelbaren Kontakt der Resonanzschicht mit dem Superstrat oder das Zwischenschalten einer bei der Wellenlänge λ ₀ optisch unwirksamen Schicht für den mechanischen und/oder Korrosionsschutz vor, wobei eine solche Schicht mit der Brechzahl n _s die geometrische Dicke d _s = m ^• λ ₀ / (2 ^• n _s ) aufweist mit m als eine positive ganze Zahl.

Aufgrund der angegebenen Merkmale grenzt sich die erfindungsgemäße Schicht¬ anordnung von solchen Materialanordnungen ab, die zum Zwecke der optischen Datenaufzeichnung zwar ebenfalls fotothermische, mittels Laserstrahlung erzeugte Wandlungsprozesse in absorbierenden Materialien ausnutzen, jedoch prinzipiell abweichende Schichtfolgen vorsehen, welche nicht den optischen Schicht-

Resonanzbedingungen genügen oder welche, im Falle resonanzabsorptionsähnlicher Anordnungen, rückseitige Resonatorwände aus Metall oder Metall und dünne Zwischenschichten mit den bekannten erheblichen thermischen Verlusten einsetzen, so daß bei keiner dieser Anordnungen die Voraussetzungen für die hohe Indikations- Empfindlichkeit der fotothermischen Wandlung gegeben sind. Durch die Metallschicht sind derartige Anordnungen undurchsichtig und sind daher grundsätzlich für eine Anwendung einer im sichtbaren Spektralbereich durchsichtigen Strahlenschutzanordnung nicht geeignet.

In Fällen, in denen trotz der vorgeschlagenen Steigerung der fotothermischen

Wandlungseffektivität mit Hilfe der Steigerung der Absorptionsdichte A/d die Schwellenwerte für das Auslösen eines fotothermischen (oder fotochemischen) Effektes innerhalb der absorbierenden Schicht aufgrund zu geringer Bestrahlungsstärken noch nicht erreicht werden, wird nach einem weiteren Grundgedanken der Erfindung mittels Modifizierung der Anordnung die Indikations-Empfindlichkeit zusätzlich gesteigert und auf diese Weise der Nachweis einer solchen energieärmeren Strahlung ermöglicht.

Dazu enthält eine erfindungsgemäße Anordnung eine zusätzliche Schicht, deren Material bei Temperaturen, die in der absorbierenden Schicht noch keine sichtbaren fotothermischen Wandlungseffekte hervorbringen, bereits deutliche Mate¬ rialveränderungen aufweist, zum Beispiel lokales Schmelzen, Sublimieren, Verdampfen, Verfärbungen oder andere temperaturbedingte Erscheinungen. Diese Zusatzschicht, die vorzugsweise im unmittelbaren Kontakt mit der Absorptionsschicht angebracht ist, kann im Spektralbereich mit der gefährdenden Strahlung der Wellenlänge λ ₀ absorptionsfrei sein, so daß die in dieser Zusatzschicht infolge Temperaturerhöhung auftretenden Prozesse nicht durch fotothermische Wandlung, sondern vorzugsweise durch den Wärmekontakt mit der Absorptionsschicht, also durch Wärmeleitung hervorgerufen werden. Dabei bezieht eine erfindungsgemäße Anordnung auch solche Zusatzschichten ein, die außerhalb eines die Wellenlänge λ ₀ enthaltenden Spektralintervalls absorbierende Spektralbereiche aufweisen, die zum Beispiel durch

Einfärben des Zusatzschichtmaterials (beispielsweise als Dye-in-Polymer) erzeugt werden. Eine solche Maßnahme erweist sich im Sinne des Erfindungsgedankens zum

Beispiel dann als zweckmäßig, wenn die Wellenlänge λ ₀ außerhalb des sichtbaren Spektrums liegt und eine deutliche Anzeige der Strahlungsexposition im Sichtbaren erreicht werden soll.

Ausführungsbeispiele

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Dazu zeigen: Fig.1 den Verlauf des Reflexionsgrades R und Fig.2 den spektralen Verlauf des Transmissionsgrades T des die rückseitige Resonatorwand repräsentie¬ renden Schichtsystems gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel weiterhin zeigen: Fig.3 den spektralen Verlauf des Reflexionsgrades R Fig.4 den spektralen Verlauf des Transmissionsgrades T und

Fig.5 den spektralen Verlauf des Absorptionsgrades A eines Dünnschicht-Resonanzabsorber-Systems gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.

In den Ausfuhrungsbeispielen 1 bis 7 werden absorbierende optische Medien als Resonanzschicht eingesetzt, bei denen die bekannten Resonanzabsorptions-Be¬ dingungen sehr geringe Resonanzschichtdicken d zulassen, so daß sehr hohe Ab¬ sorptionsdichten A/d erreicht werden. Die betreffenden Schichtmaterialien, zu denen einige Metalle, Halbmetalle und deren Legierungen, die metallähnlichen Chalkogene sowie eine Reihe von Chalkogeniden zählen, grenzen sich von anderen chemischen Elementen und Verbindungen dadurch ab, daß die reelle Brechzahl n und der Absorptionskoeffizient k, also Realteil und Imaginärteil der komplexen Brechzahl n - ik, größer als 1 sind. In weiteren, hier nicht weiter behandelten Ausführungsbeispielen, können absorbierende optische Medien als Resonanzschicht eingesetzt werden, bei denen aufgrund der Resonanzabsorptions-Bedingungen die Resonanzschichtdicken größer als bei den oben beschriebenen optischen Medien sein müssen. Die betreffenden Schichtmaterialien sind durch Absorptionskoeffizienten k gekennzeichnet, die kleiner als 1, vorzugsweise klein gegen 1 sind. Trotz der im Vergleich zur ersten Materialgruppe erzielbaren geringeren

Absorptionsdichten A/d haben auch diese Materialien praktische Bedeutung für die

erfindungsgemäßen Strahlenschutz- und Strahlenindikations-Anordnungen, weil sie in einigen Fällen eine hohe materialbedingte Temperaturempfindlichkeit aufweisen.

1. Ausführungsbeispiel

Die Schichtanordnung dieses Ausführungsbeispiels ist auf den Schutz gegen Laser¬ strahlung der Wellenlänge λ ₀ = 633 nm und auf deren Indikation ausgelegt. Die absor¬ bierende Resonatorschicht besteht aus Chrom mit der im mittleren sichtbaren Spektral¬ bereich gemessenen komplexen Brechzahl n - ik « 2.49 - i2.3. Diese Schichtsubstanz gehört also zu der Gruppe der Materialien mit n « k und n > 1, k > 1, für welche die bekannten Resonanzbedingungen N (PB/Substrat) « O und

N (PB/Resonator ) « 4 - π - n - k / λ ₀ - d gelten, worin N _. (PB/Substrat) bekanntlich die Pseudobrechzahl des die rückseitige Resonatorwand repräsentierenden, hinter der Resonatorschicht angeordneten

Interferenzschichtsystems und N (PB/Resonator) die Pseudobrechzahl der Vorderfläche der absorbierenden Resonatorschicht ist; beide Pseudobrechzahlen sind bezogen auf die

Wellenlänge λ ₀ .

Die Pseudobrechzahl N (PB/Substrat), die gemäß den bekannten Resonanzbe- dingungen bei den mäßig bis hoch absorbierende Materialien (positive) Werte

« 1 aufweisen muß, wird durch ein hinter der Resonatorschicht angeordnetes aus 16 Schichten abwechselnd aus Magnesiumfluorid und Siliziumnitrid bestehendes Wechselschichtsystem eingestellt. Die Schichtdicken betragen dabei jeweils 3 ^• λ ₀ 14, womit N (PB/Substrat) « 0,0027 wird, also, wie gefordert, einen Wert < 0, 1 erreicht. Das der absorbierenden Resonanzschicht nachgelagerte Interferenzschichtsystem kann vorteilhafterweise auch rein oxidisch, beispielsweise aus SiO ₂ als niedrigbrechende Substanz und TiO ₂ , ZrO ₂ , T-^O _j usw. als hochbrechende Substanz, aufgebaut sein. Reflexionsgrad R und Transmissionsgrad T der auf Glas aufgebrachten Interfe¬ renzschichtkombination des Ausführungsbeispiels weisen, wie die Fig. 1 und 2 zeigen, bei der Resonanzwellenlänge eine sehr hohe Reflexion, also eine sehr niedrige

Transmission und im sichtbaren Spektralbereich außerhalb des die Reso¬ nanzwellenlänge enthaltenden schmalen Spektralintervalls eine nur mäßige Reflexion und damit eine ausreichende Transmission im übrigen sichtbaren Spektrum auf. Bei einer Schichtdicke der Resonatorschicht von » 9 nm verschwindet die Reflexion gegen Luft für das Dünnschicht-Resonanzabsorber- System. Der Resonanz-

Absorptionseffekt mit R « 0, T« 0, A « 100 % und mit der für den fotothermischen

oder fotochemischen Energiewandlungseffekt relevanten Absorptionsdichte A/d « 1/9 nm ^-1 > 0.1 nm ^-1 bei der Resonanzwellenlänge λ _r = λ ₀ wird bereits ohne zusätzliche, vor der Resonatorschicht angebrachte Schichten erreicht.

Die Fig. 3 bis 5 zeigen die spektralen Verläufe von Reflexionsgrad R, Trans- missionsgrad T und Absorptionsgrad A des Dünnschicht - Resonanzabsorber-Systems.

Die fotothermische Wandlung bewirkt bei hinreichender Bestrahlungsstärke lokale Schichtzerstörungen durch lokales Schmelzen des Metalls, bei hohen Be¬ strahlungsstärken können substanzfreie Bereiche in der Resonanzschicht (Löcher) entstehen.

Die reflexionsfreie Anpassung ohne Zusatzschichten durch die Wahl der ent¬ sprechenden Resonanzschichtdicke bietet Vorteile für die Beschichtungstechnologie insofern, als die Aufbringung der Resonatorschicht mit optimaler Schichtdicke über das Reflexionsminimum (gegen Vakuum) erfolgen kann.

2. Ausführungsbeispiel

Dieses Beispiel unterscheidet sich vom I . Ausführungsbeispiel durch die mit d « 3 nm extrem reduzierte Resonanzschichtdicke. Bei gleichem Intetferenz- schichtsystem hinter der Resonatorschicht, also gleicher Pseudobrechzahl N

(PB/Substrat) wie im 1. Ausf hrungsbeispiel, wird N (PB/Resonator) « 0.34, ein Wert, der durch eine Zweifachschicht, bestehend aus Magnesiumfluorid und Titanoxid, jeweils mit der optischen Schichtdicke λ ₀ /4, an das Superstrat Luft reflexionsfrei angepaßt ist. Bei hinreichender Bestrahlungsstärke erzeugt die fotothermische Wandlung, trotz der

Bedeckung der Resonatorschicht durch die vorderen Anpassungsschichten, sichtbare Materialinhomogenitäten aufgrund lokaler Schmelzprozesse.

3. Ausführungsbeispiel

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird Tellur als Material für die Resonanzschicht einge¬ setzt. Tellur gehört ebenfalls zu der Gruppe der mäßig bis stark absorbierenden Resonanzschicht-Materialien mit n « k (komplexe Brechzahl im mittleren sichtbaren Spektralbereich: n - ik « 4.5 - i3), ist aber aufgrund des niedrigen Schmelzpunktes temperaturempfindlicher als Chrom, allerdings auch empfindlicher gegen

Umwelteinflüsse. Im Ausführungsbeispiel ist die Resonanzschichtdicke mit d « 6.5 nm angesetzt, so daß die Anpassung an das Superstrat Luft bei der Wellenlänge

λ ₀ = 633 nm gewährleistet ist. Zum Schutz gegen Zerstörung der Tellurschicht durch atmosphärische Einflüsse, insbesondere gegen Luftfeuchtigkeit, ist zwischen die Tellur- Resonatorschicht und das Superstrat Luft eine Schutzschicht aus Siliziumdioxid mit der optischen Schichtdicke λ ₀ /2 angeordnet, die bei der Wellenlänge λ ₀ bekanntlich keine optische Wirkung zeigt.

4. Ausführungsbeispiel

In diesem Ausführungsbeispiel wird für die Wellenlänge λ ₀ = 633 nm Tellur als Resonanzschicht mit einer Dicke von d « 3 nm eingesetzt. Bei einer Gestaltung des in

Strahlenrichtung gesehen nachgelagerten Interferenzschichtsystems analog Ausführungsbeispiel 1 gelingt die reflexionsfreie Anpassung durch eine aus einer hoch- und einer niedrigbrechenden Substanz aufgebauten Zweifachschicht, beispielsweise bestehend aus Magnesiumfluorid und Siliziumnitrid oder Siliziumoxid und Zirkoniumdioxid oder ähnliche Kombinationen.

5. Ausführungsbeispiel

In diesem Ausführungsbeispiel wird für die Wellenlänge λ ₀ = 488 nm Wismut als Resonanzschicht mit einer Dicke von d » 9 nm eingesetzt. Die komplexe Brechzahl beträgt bei dieser Wellenlänge n - ik « 1.6 - i2.7. Bei einer Gestaltung des in Strahlenrichtung gesehen nachgelagerten Interferenzschichtsystems analog Aus¬ führungsbeispiel 1 gelingt die reflexionsfreie Anpassung beispielsweise mit Silizium¬ nitrid oder einer Substanz mit einer ähnlichen Brechzahl, wobei die exakte reflexionsfreie Anpassung durch Dickenmodifizierung erreicht werden kann. Diese vorgelagerte Schicht erfüllt zudem eine Schutzfünktion.

6. Ausführungsbeispiel

Dieses Beispiel unterscheidet sich vom 5. Ausführungsbeispiel durch die auf d « 4 nm reduzierte Dicke der Wismutschicht. Bei einem Interferenzschichtsystem hinter der Resonatorschicht analog Ausführungsbeispiel 1, in dem jedoch λ ₀ /4 - anstelle von 3 ^• λ ₀ /4-Schichten gewählt wurden, gelingt eine reflexionsfreie Anpassung durch ein Zweifachschichtsystem, beispielsweise aus Magnesiumfluorid und Siliziumnitrid oder Substanzkombinationen mit ähnlichen Brechzahlen.

7. Ausführungsbeispiel

In diesem Ausführungsbeispiel wird für eine Wellenlänge λ ₀ « 800 nm Antimontellurid als Resonanzschicht gewählt, das aufgrund eines reversiblen fotothermischen Wandlungsprozesses zur reversiblen Indikation von schädigender Strahlung geeignet ist. Bei einer Wahl des nachgelagerten Interferenzschichtsystems wie im 1. Ausführungsbeispiel kann mit einer Schutzschicht (z.B. Siliziumdioxid) bei einer geringfügigen Dickenmodifizierung eine exakte reflexionsfreie Anpassung der kristallinen Ausgangsmodifikation des Antimontellurids an das Superstrat Luft erreicht werden.

Die Ausführungsbeispiele 1 bis 7 erläutern Anordnungen, welche durch eine tem¬ peraturhochempfindliche Zusatzschicht erweiterbar sind, die sich in unmittelbarem oder vermitteltem Kontakt zur absorbierenden Resonanzschicht befinden. Solche

Zusatzschichten können niedrigschmelzende Metalle, Halbleiter oder Dielektrika sein, die bei niedrigen Temperaturen reversible oder irreversible Veränderungen zeigen. In besonders vorteilhaften Ausführungsformen sind diese Zusatzschichten Schichten aus Polymeren oder Dye-in-Polymeren, die mittels bekannter Technologien wie spinning oder dipping aufgebracht werden.