Diffraktives optisches Element sowie Verwendung eines optischen Klebstoffs zur Herstellung eines solchen

Die Erfindung betrifft ein diffraktives optisches Element mit

a) einer ersten Schicht aus einem Material mit einer Brechzahl ni(λ);

b) einer an die erste Schicht angrenzenden zweiten Schicht aus einem Material mit einer Brechzahl n ₂ (λ) ;

c) einer an der Grenzfläche zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht ausgebildeten Beugungsstruktur

In breitbandigen optischen Systemen, wie beispielsweise in Fotoobjektiven, Displays und Okularen, werden diffraktive optische Elemente (DOEs) häufig zur Korrektur von

Farbfehlern eingesetzt. Es sind diffraktive optische Elemente bekannt, welche aus einem einzigen Material gefertigt sind, wobei eine Beugungsstruktur an der Grenzfläche zwischen diesem Material und Luft verläuft.

Bei derartigen diffraktiven optischen Elementen hängt die Beugungseffizienz η (λ) sehr stark von der Wellenlänge λ ab; derartige diffraktive optische Elemente sind meist auf eine Arbeitswellenlänge λo abgestimmt, bei welcher theoretisch eine Beugungseffizienz von 100 % erreicht werden kann. Bei Wellenlängen, welche kürzer bzw. länger als die Arbeitswellenlänge λo sind, beträgt die Beugungseffizienz jedoch häufig weniger als 80 % bis 90 %, das übrige Licht wird in unerwünschte Beugungsordnungen gebeugt. Dieses so genannte Falschlicht führt häufig zu einer starken

Kontrastminderung, gegebenenfalls auch zu Doppelbildern. Derartige Phänomene senken die Qualität der optischen Systeme, in denen derartige diffraktive optische Elemente verwendet werden. Die Qualitätsminderung kann so weit gehen, dass ein Einsatz von diffraktiven optischen Elementen, welche aus einem einzigen Material bestehen, nicht mehr in Frage kommt .

Um diesen Problemen Rechnung zu tragen, wurden in der Vergangenheit diffraktive optische Elemente vorgeschlagen, bei denen zwei Schichten aus verschiedenen Materialien aneinander angrenzen und die Beugungsstruktur an der Grenzflache zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht ausgebildet ist. Derartige diffraktive optische Elemente der eingangs genannten Art sind beispielsweise aus der DE 195 33 591 Al oder der US 5 734 502 A bekannt.

Wenn die Brechzahlen n(λ) der beiden jeweils eine Schicht bildenden Materialien entsprechend aufeinander abgestimmt sind, kann eine Beugungseffizienz η (λ) erreicht werden, die über einen größeren Wellenlangenbereich bei höheren Werten liegt, als dies bei diffraktiven optischen Elementen aus nur einem optischen Material möglich ist.

Die Beugungsstrukturen von diffraktiven optischen Elementen können verschiedene Profile haben. Bekannt sind diffraktive optische Elemente mit binaren, sinusförmigen, geblazeten, beliebig trapezförmigen und beliebig binar abgerundeten Profilen. Im Allgemeinen beugen diffraktive optische Elemente Licht in eine Vielzahl von Beugungsordnungen. Zur Erzielung einer hohen Effizienz in einer ausgewählten Beugungsordnung werden häufig Strukturen mit geblazeten Profilen eingesetzt. Hierunter versteht man ein unsymmetrisch dreieckiges Profil mit einer zu einer Bezugsebene geneigten Blazeflanke und im Allgemeinen zu

dieser Bezugsebene senkrechter Anti-Blazeflanke, deren Erstreckung in zur Bezugsebene senkrechte Richtung eine Profiltiefe h vorgibt. Eine derartige Beugungsstruktur kann sowohl an einer plan verlaufenden Grenzfläche als auch an einer gewölbten Grenzfläche zwischen der ersten und der zweiten Schicht ausgebildet sein. Anders ausgedrückt kann die Beugungsstruktur parallel zu einer planen Fläche oder parallel zu einer gewölbten Fläche verlaufen. In letzterem Fall ist jeweils einem Paar aus Blazeflanke und Anti- Blazeflanke eine separate Bezugsebene zuzuordnen.

Wenn ein diffraktives optisches Element zwei aneinander angrenzende Schichten aus Materialien mit verschiedenen Brechzahlen ni (λ) und n ₂ (λ) aufweist, so erhält man bei Wahl der Profiltiefe h von

h = λo/(n ₁ (λ _o )-n ₂ (λo) ) ; (1)

bei der Arbeitswellenlänge λ ₀ unter Vernachlässigung rigoroser Effekte und bei senkrechtem Lichteinfall in der ersten Beugungsordnung eine Beugungseffizienz von 100 %. Die Beugungseffizienz η (λ) hängt umso weniger vom Einfallswinkel des Lichts ab, je geringer die Profiltiefe h ist. Will man in der m-ten Beugungsordnung eine Beugungseffizienz von annähernd 100 % erreichen, so muss die Profiltiefe h um den Faktor m vergrößert werden.

Bei dieser Profiltiefe h gemäß Gleichung (1) ergibt sich der Phasensprung φ(λ) für senkrecht auf beide Flanken eines Profils auftreffende Lichtstrahlen zu

φ(λ) = (2π h/λ) ^• ( (ni(λ) - n ₂ (λ) )

= ( 2π λ _o /λ) ^• ( ( m (λ) - n ₂ (λ) ) / ( ni ( λ ₀ ) - n ₂ ( λ ₀ ) ) ) . ( 2 )

Aus der skalaren Theorie folgt, dass die Beugungseffizienz η(λ) in der ersten Beugungsordnung als Funktion der Wellenlänge λ gegeben ist durch

η(λ) = sinc ² ( (φ(λ)/(2π) ) - 1); (3)

mit sine (x) = sin (πx) / ( πx) .

Die optimale und insbesondere von der Wellenlänge λ unabhängige Beugungseffizienz η (λ) erhält man, wenn die Brechzahlen ni (λ) und n ₂ (λ) so gewählt sind, dass der Phasensprung φ(λ) ebenfalls nicht von der Wellenlänge λ abhängt. In diesem Fall gilt φ(λ) = 2π.

Aus Gleichung (2) folgt daraus

ni(λ) = n ₂ (λ) + (λ/λo) (ni(λo) - n ₂ (λ ₀ )) (4)

und daraus

δn(λ) = (λ/λo) δn(λ ₀ ) (5)

im Hinblick auf die Brechzahlen der verwendeten Materialien der ersten und der zweiten Schicht des diffraktiven optischen Elements.

Dies bedeutet, dass lediglich die Differenz der beiden Brechzahlen δn (λ) = ni (λ) - n ₂ (λ) eine lineare Funktion der Wellenlänge λ sein muss. Dies ist für reale Materialien zwar nicht exakt erfüllbar, aber man kann dennoch Materialkombinationen finden, die dieser Bedingung sehr nahe kommen.

Aus dem obigen Zusammenhang ergibt sich auch, dass das

niedrigerbrechende Material mit der Brechzahl n ₂ (λ) eine höhere Dispersion aufweisen muss als das hoherbrechende Material mit der Brechzahl ni(λ), was zwangsläufig die in Frage kommenden Materialkombinationen einschrankt, da eine größere Brechzahl häufig mit einer höheren Dispersion einhergeht. Die Dispersion eines Glases wachst mit kleiner werdender Abbeschen Zahl v dieses Glases.

Es ist bekannt, hoherbrechende Glaser mit verhältnismäßig geringer Dispersion und niedrigerbrechende optische

Kunststoffe mit verhältnismäßig hoher Dispersion zu einem diffraktiven optischen Element zu kombinieren. So ist unter Anderem bekannt, das Glas SSK3 (Schott) mit Polystyrol sowie das Glas K-LaFK 60 (Sumita) oder das Glas BSM81 (Ohara) mit Polycarbonat zu kombinieren. Die Profiltiefen h liegen bei solchen diffraktiven optischen Elementen zwischen etwa 10,0 μm und etwa 30,0 μm. Bei bislang bekannten Materialkombi- nationen ergeben sich jedoch Schwierigkeiten bei der Herstellung des entsprechenden diffraktiven optischen Elements, was meist daran liegt, dass die beiden Materialien verhältnismäßig schlecht miteinander verbunden werden können. Aufgrund dieser Schwierigkeiten kommt es relativ häufig zu Fehlern im diffraktiven optischen Element, so dass dieses nicht in einem hochwertigen optischen System verwendet werden kann und gegebenenfalls sogar verworfen werden muss.

Eine weitere Schwierigkeit bei den bislang verwendeten Materialien mit der niedrigeren Brechzahl n ₂ (λ) , welche auch eine Mischung aus mehreren Komponenten sein können, liegt darin, dass diese Materialien nicht besonders gut im Hinblick auf ihre Brechzahl und die Dispersionseigenschaften eingestellt werden können, so dass wiederum der Materialauswahl für die erste Schicht mit der höheren Brechzahl ni (λ) des diffraktiven optischen Elements starke Grenzen

gesetzt sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein diffraktives optisches Element der eingangs genannten Art bereitzustellen, welches diesen Problemen Rechnung tragt, eine gute Beugungseffizienz über einen Wellenlangenbereich hinweg bereitstellt und einfach und kostengünstig hergestellt werden kann. Diese Aufgabe wird bei einem diffraktiven optischen Element der eingangs genannten Art dadurch gelost, dass

d) das Material wenigstens einer der beiden Schichten durch Ausharten eines optischen Klebstoffs erhalten ist.

Unter optischen Klebstoffen sind solche Klebstoffe zu verstehen, die zur Verbindung von optischen Elementen, wie beispielsweise Linsen, Prismen oder dergleichen, verwendet werden können und dabei in einer entsprechend dünnen Schicht von einigen wenigen μm zwischen den zu verbindenden Elementen vorliegen. Bekannte optische Klebstoffe werden auch als Feinkitte bezeichnet.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass optische Klebstoffe Eigenschaften aufweisen, die sie als Material zur Ausbildung wenigstens einer Schicht eines hier vorgeschlagenen diffraktiven optischen Elements qualifizieren.

Optische Klebstoffe lassen sich üblicherweise gut verarbeiten und erleichtern somit insgesamt die Herstellung eines entsprechenden diffraktiven optischen Elements.

Optische Klebstoffe haben darüber hinaus den Vorteil, dass sie abhangig von den Grundsubstanzen, aus welchen sie zusammengesetzt sind, über einen zufriedenstellenden Bereich im Hinblick auf ihre Brechzahl und ihr Dispersionsverhalten

optimal an das Material der ersten Schicht des diffraktiven optischen Elements angepasst werden können, um ein diffraktives optisches Element mit einer hohen Beugungseffizienz zu erhalten.

Ferner können optische Klebstoffe auch dahingehend angepasst werden, dass ihre Aushärtung mit einem nur geringen Volumenverlust, dem so genannten Volumenschrumpf, einhergeht. Dieser kann unter 6 % liegen. So können unerwünschte Spannungen auf die erste Schicht bei der Herstellung des diffraktiven optischen Elements vermieden werden.

Optische Klebstoffe weisen ferne gute Elastizitatseigen- schaften auf, so dass auch größere Unterschiede der Ausdehnungskoeffizienten der beteiligten Materialien möglich sind.

Ein derartiges diffraktives optisches Element ist effizienz- achromatisiert , d.h. seine Beugungseffizienz ist in einem Arbeits-Wellenlangenbereich weitgehend unabhängig von der Wellenlange. Bei einem derartigen diffraktiven optischen Element können die obigen Gleichungen (4) bzw. (5) in der Weise naherungsweise erfüllt sein, dass sich eine Beugungseffizienz η (λ) nach der obigen Gleichung (3) zu η(λ) > 95 % bezogen auf den Arbeits-Wellenlangenbereich des diffraktiven optischen Elements ergibt.

Es hat sich insbesondere als gunstig erwiesen, wenn der optische Klebstoff auf einer Epoxyverbindung oder einem Thiol-En-System basiert.

Derartige optische Klebstoffe können mit einer gunstigen Verarbeitungsviskositat zwischen 200 mPas und 1000 mPas bei 25 ⁰ C angemischt werden. Gegebenenfalls kann die Viskosität durch Verwendung von Prapolymeren oder durch Zumischen von Reaktivverdunnern oder von Weichmachern eingestellt werden.

Auf letztere wird weiter unten noch eingegangen.

Das aus derartigen optischen Klebstoffen erhaltene Material der zweiten Schicht des diffraktiven optischen Elements kann darüber hinaus eine ausreichende Transmission im gewünschten Wellenlängenbereich aufweisen.

Insgesamt können zu ausgehärteten optischen Klebstoffen die Brechzahl, die Dispersion und die Transmission als Kenngrößen angegeben werden.

Es hat sich insbesondere als günstig erwiesen, wenn der optische Klebstoff eine oder mehrere der nachfolgenden Verbindungen umfasst: Bis- [ 4- (2 , 3-epoxypropylthio) -phenyl] - sulfid; N, N-Diglycidyl-4-glycidyl-oxyanilin; Bis- (3,4- epoxycyclohexyl) -Adipat ; Polyethylenglycol; Bis- (4- vinylthiophenyl) sulfid; Pentaerythrit-tetra- (3- mercaptopropionat) .

Im Hinblick auf Bis- [ 4- (2, 3-epoxypropylthio) -phenyl] -sulfid ist es vorteilhaft, wenn dieses in einer Menge von etwa 20,00 % bis etwa 85,00 % bezogen auf das Gesamtgewicht des optischen Klebstoffs verwendet wird.

Im Hinblick auf N, N-Diglycidyl-4-glycidyl-oxyanilin ist es günstig, wenn dieses in einer Menge von etwa 24,00 % bis etwa 33,00 % bezogen auf das Gesamtgewicht des optischen Klebstoffs verwendet wird.

Bei einer ersten Art optischen Klebstoffs ist es günstig, wenn dieser einen Härter, insbesondere einen Aminhärter, umfasst. Vorzugsweise umfasst der optische Klebstoff dazu als Härter eine oder mehrere der nachfolgenden Verbindungen: Trimethylhexamethylen-1, β-diamin; Diamino-m-Xylol; Naphthalinmethylamin; Isophorondiamin .

Dabei ist es gunstig, wenn der optische Klebstoff als Harter eine der nachfolgenden Verbindungen in den angegebenen Mengen bezogen auf sein Gesamtgewicht umfasst: Trimethylhexamethylen-1, 6-diamin in einer Menge von etwa

16,00 % bis etwa 18,50 %; Diamino-m-Xylol in einer Menge von etwa 14,00 % bis etwa 15,00 %, bevorzugt in einer Menge von etwa 14,53 %; Naphthalinmethylamin in einer Menge von etwa 28,00 % bis etwa 29,00 %, bevorzugt in einer Menge von etwa 28,57 %; Isophorondiamm in einer Menge von etwa 13,50 % bis etwa 14,50 %, bevorzugt in einer Menge von etwa 14,06 %.

Es kann alternativ zur ersten Art optischen Klebstoffs gunstig sein, wenn der optische Klebstoff mittels elektromagnetischer Strahlung, insbesondere mittels UV- Licht, aushartbar ist.

In diesem Fall kann vorzugsweise ein optischer Klebstoff verwendet werden, welcher eine der nachfolgenden Verbin- düngen in den angegebenen Mengen bezogen auf sein Gesamtgewicht umfasst: Bis- (3, 4-epoxycyclohexyl ) -Adipat in einer Menge von etwa 55,00 % bis etwa 65,00 %, bevorzugt von etwa 59,00 % bis etwa 61,00 % und nochmals bevorzugt von etwa 59,52 %; Bis- (4-vinylthiophenyl) sulfid in einer Menge von etwa 50,00 % bis etwa 80,00 %, bevorzugt von etwa 56,00 % bis etwa 77,00 % und nochmals bevorzugt von etwa 56,2 % oder etwa 76,34 % ; Pentaerythπt-tetra- (3-mercaptopropionat ) in einer Menge von etwa 17,00 % bis etwa 45,00 %, bevorzugt von etwa 19,00 % bis etwa 44,00 % und nochmals bevorzugt von etwa 19,85 oder etwa 43,8 %.

Bei einem mittels elektromagnetischer Strahlung aushartbarem optischen Klebstoffs kann es vorteilhaft sein, wenn dieser Polyethylenglycol in einer Menge von etwa 15,00 % bis etwa 20,00 %, bevorzugt von etwa 17,00 % bis etwa 19,00 % und

nochmals bevorzugt von etwa 17,86 % bezogen auf sein Gesamtgewicht umfasst.

Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn der mittels elektromagnetischer Strahlung aushartbare optische Klebstoff einen Photoinitiator umfasst. Dieser liegt vorzugsweise in Form von Tnarylsulfoniumsalzen vor, insbesondere in Form von Tnarylsulfonium-Hexafluoroantimonaten oder Triarylsul- fonium-Hexafluorophosphaten, wenn der optische Klebstoff auf einer Epoxyverbindung basiert. Die Letztgenannten

Photoinitiatoren sind unter der Bezeichnung "CYRACURE ^® UVI- 6974" bzw. "CYRACURE ^® UVI-6990" von Dow Chemical Ltd. erhältlich .

Basiert der optische Klebstoff auf einem Thiol-En-System, wird als Photoinitiator ein radikalischer Photoinitiator verwendet, vorzugsweise ein Gemisch aus 25% Bis (2,6- dimethoxybenzoyl) -2, 4, 4-trimethylpentylphosphinoxid und 75% 2-Hydroxy-2-methyl-l-phenyl-propan-l-on . Ein solches Gemisch ist unter der Bezeichnung "IRGACURE ^® 1700" von Ciby-Geigy Ltd. erhältlich. Alternativ können auch 2-Hydroxy-2-methyl- 1-phenyl-propan-l-on oder 1- [4- ( 1-Methylethyl) -phenyl] -2- hydroxy-2-methyl-l-propan-l-on verwendet werden. Die Letztgenannten sind unter der Bezeichnung "DAROCUR ^® 1173" bzw. "DAROCUR ^® 1116" von Ciba-Geigy Ltd. erhältlich.

Tnarylsulfonium-Hexafluoroantimonat ist dabei bevorzugt in einer Menge von etwa 2,00 % bis etwa 2,80 %, bevorzugt von etwa 2,25 % bis etwa 2,50 % und nochmals bevorzugt von etwa 2,38 % bezogen auf das Gesamtgewicht des optischen

Klebstoffs vorgesehen. Wenn ein Gemisch aus 25% Bis (2,6- dimethoxybenzoyl ) -2 , 4 , 4-trimethylpentylphosphmoxid und 75% 2-Hydroxy-2-methyl-l-phenyl-propan-l-on verwendet wird, ist dieses bevorzugt in einer Menge von etwa 2,50 % bis etwa 4,50 %, bevorzugt von etwa 3,05 % oder etwa 4,0 % bezogen

auf das Gesamtgewicht des optischen Klebstoffs vorgesehen.

Abhängig von dem Material, aus welchem die andere Schicht des diffraktiven optischen Elements gebildet ist, kann es günstig sein, wenn der optische Klebstoff einen Haftvermittler, insbesondere in Form eines Silans, umfasst. Dabei hat es sich als günstig erwiesen, wenn der optische Klebstoff als Haftvermittler eine der nachfolgenden Verbindungen umfasst: 3-Glycidyloxypropyltrimethoxysilan; 3-Aminopropyltrimethoxysilan; 3-Mercaptopropyltrimethoxy- silan; Vinyltrimethoxysilan; 3-Methacryloxypropyltrimethoxy- silan oder ein analoges Triethoxysilan . 3-Glycidyloxypropyl- trimethoxysilan und 3-Aminopropyltrimethoxysilan werden dabei insbesondere verwendet, wenn der optische Klebstoff auf einer Epoxyverbindung basiert. 3-Mercaptopropyl- trimethoxysilan, Vinyltrimethoxysilan oder 3- Methacryloxypropyltrimethoxysilan oder analoge Triethoxysilane werden insbesondere verwendet, wenn der optische Klebstoff auf einem Thiol-En-System basiert.

Insbesondere als vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn der optische Klebstoff als Haftvermittler eine der nachfolgenden Verbindungen in den angegebenen Mengen bezogen auf sein Gesamtgewicht umfasst: 3-Glycidyloxypropyltrimethoxysilan in einer Menge von etwa 0,70 % bis etwa 2,40 % ; 3-Mercapto- propyl-trimethoxysilan in einer Menge von etwa 0,70 % bis etwa 0,80 %, bevorzugt von etwa 0,76 %.

Was die Verarbeitbarkeit des optischen Klebstoffs angeht, ist es günstig, wenn dieser einen Weichmacher umfasst. Als geeigneter Weichmacher kann Methylsalicylat verwendet werden. In diesem Fall ist es günstig, wenn Methylsalicylat in einer Menge von etwa 17,00 % bis 25,00 % bezogen auf das Gesamtgewicht des optischen Klebstoffs vorliegt. Alternativ können beispielsweise auch Benzylsalicylat , Hydroxyethyl-

salicylat, Benzylbenzoat , 1-Phenylnaphthalin, Diisopropyl- naphthalin, Isopropylbiphenyl oder 2-Trifluormethylbenzyl- alkohol als Weichmacher verwendet werden.

Insbesondere wenn die Brechzahl n ₂ (λ) des Materials der zweiten Schicht kleiner ist als die Brechzahl ni(λ) des Materials der ersten Schicht, ist es günstig, wenn das Material der zweiten Schicht durch Aushärten des optischen Klebstoffs erhalten ist. Optische Klebstoffe haben in der Regel eine eher höhere Dispersion.

Es ist günstig, wenn das Material der ersten Schicht ein optisches Glasmaterial ist, da sich darauf Beugungsstrukturen mit geringen Profiltiefen h erzeugen lassen, deren Geometrie der Idealgeometrie sehr nahe kommen.

Im Hinblick auf eine einfache Herstellung des diffraktiven optischen Elements ist es dabei günstig, wenn das optische Glasmaterial der ersten Schicht ein verpressbares optisches Glasmaterial ist. In diesem Fall kann die Beugungsstruktur verhältnismäßig einfach mittels dem an und für sich bekannten Blankpressen in diesem verpressbaren optische Glasmaterial erzeugt werden, auf welche der optische Klebstoff im Anschluss daran aufgetragen wird.

Alternativ kann das Material der ersten Schicht auch ein optisches Kunststoffmaterial sein.

Es hat sich ein optischer Klebstoff als günstig erwiesen, welcher nach seiner Aushärtung etwa folgende Brechzahlen n ₂ (λ[nm]) aufweist: n ₂ (435,8) = 1,6459; n ₂ (480,0) = 1,6319; n ₂ (546,l) = 1,6188; n ₂ (589,3) = 1,6131; n ₂ (643,8) = 1,6074. Ein solcher optischer Klebstoff ist weiter unten in Beispiel 1 angegeben.

Alternativ hat sich ein diffraktives optisches Element als vorteilhaft erwiesen, bei welchem das Material der zweiten Schicht, d. h. der optische Klebstoff, nach Aushärtung etwa folgende Brechzahlen n ₂ (λ[nm]) aufweist: n ₂ (435,8) = 1,6318; n ₂ (480,0) = 1,6185; n ₂ (546,l) = 1,6061; n ₂ (589,3) = 1,6009; n ₂ (643,8) = 1,5957. Ein solcher optischer Klebstoff ist weiter unten in Beispiel 2 angegeben.

Eine zweite Schicht aus einem dieser beiden Materialien kann vorteilhaft mit einer ersten Schicht zu einem diffraktiven optischen Element kombiniert werden, deren Material etwa folgende Brechzahlen ni (λ [nm] ) aufweist: ni(435,8) =

1,68453; ru(480,0) = 1,67864; 11 ₁ (546,1) = 1,67243; ni(589,3) = 1,66944; m(643,9) = 1,66646. Ein derartiges Material für die erste Schicht steht beispielsweise in Form des verpressbaren Glases K-VC78 der Sumita Optical Glass

Inc. zur Verfugung.

Alternativ hat sich ein optischer Klebstoff als gunstig erwiesen, welcher ausgehartet etwa folgende Brechzahlen aufweist: n ₂ (λ[nm]) aufweist: n ₂ (435,8) = 1,7101; n ₂ (480,0) = 1,6923; n ₂ (546,l) = 1,6762; n ₂ (589,3) = 1,6689; n ₂ (643,8) = 1,6621. Ein solcher optischer Klebstoff ist weiter unten in Beispiel 3 angegeben.

Dieser optische Klebstoff kann vorzugsweise mit einem Material der ersten Schicht mit etwa folgenden Brechzahlen kombiniert werden: ni(435,8) = 1,77593; ni(480,0) = 1,76766; ni(546,l) = 1,75906; m(589,3) = 1,75497; ni(643,9) = 1,75093. Letzteres steht beispielsweise in Form des Glases K-VC81 der Sumita Optical Glass Inc. zur Verfugung.

Alternativ kann dieser in Beispiel 3 angegebene optische Klebstoff mit einem Material der ersten Schicht mit etwa folgenden Brechzahlen kombiniert werden: rii(435,8) =

1,76212; m(480,0) = 1,75467; m(546,l) = 1,74688; ni(589,3) = 1,74317; m(643,8) = 1,73948. Letzteres steht beispielsweise in Form des Glases N-LAF35 der Schott AG zur Verfügung, wie es weiter unten in Beispiel 4 angegeben ist.

Alternativ kann vorteilhaft ein optischer Klebstoff verwendet werden, welcher nach Aushärten etwa folgende Brechzahlen aufweist: n ₂ (435,8) = 1,6186; n ₂ (480,0) = 1,6063; n ₂ (546,1) = 1,5949; n ₂ (589,3) = 1,5898; n ₂ (643,8) = 1,5847. Ein solcher optischer Klebstoff ist weiter unten in Beispiel 5 angegeben.

Dieser kann insbesondere mit einem Material der ersten Schicht kombiniert werden, welches etwa folgende Brechzahlen aufweist: m(435,8) = 1,64473; r_i(480,0) = 1,63992; 111(546,1) = 1,63483; ni(589,3) = 1,63237; m(643,9) = 1,62992. Letzteres steht beispielsweise in Form des Glases K-LaFK60 der Sumita Optical Glass Inc. zur Verfügung.

Ein weiteres diffraktives optisches Element mit einer hohen Beugungseffizienz kann gebildet werden, wenn das Material der zweiten Schicht etwa folgende Brechzahlen aufweist: n ₂ (435,8) = 1,7413; n ₂ (480,0) = 1,7218; n ₂ (546,l) = 1,7038; n ₂ (589,3) = 1,6959; n ₂ (643,8) = 1,6886. Ein solcher optischer Klebstoff ist weiter unten in Beispiel 6 angegeben .

Alternativ kann vorteilhaft ein optischer Klebstoff verwendet werden, welcher nach Aushärten etwa folgende Brechzahlen aufweist: n ₂ (435,8) = 1,7433; n ₂ (480,0) =

1,7228; n ₂ (546,l) = 1,7037; n ₂ (589,3) = 1,6958; n ₂ (643,8) = 1,6881. Ein solcher optischer Klebstoff ist weiter unten in Beispiel 8 angegeben.

Jeder der optischen Klebstoffe gemäß Beispiel 6 oder 8 kann

vorzugsweise mit einem Material der ersten Schicht mit etwa folgenden Brechzahlen kombiniert werden: ni (435,8) = 1,80882; n _x (480,0) = 1,80056; m(546,l) = 1,79195; ni(589,3) = 1,78785; ni(643,8) = 1,78380. Letzteres steht beispiels- weise in Form des Glases N-LAF21 der Schott AG zur

Verfugung, wie es in Beispiel 6 und in Beispiel 8 angegeben ist.

Alternativ kann jeder der in den Beispielen 6 und 8 angegebenen optische Klebstoffe mit einem Material der ersten Schicht mit etwa folgenden Brechzahlen kombiniert werden: ni(435,8) = 1,80837; m(480,0) = 1,79937; ni(546,l) = 1,79007; ni(589,3) = 1,78567; m(643,8) = 1,78134. Letzteres steht beispielsweise in Form des Glases N-LAF33 der Schott AG zur Verfugung, wie es weiter unten in Beispiel 7 und in Beispiel 9 angegeben ist.

Ein weiteres diffraktives optisches Element mit einer hohen Beugungseffizienz kann gebildet werden, wenn das Material der zweiten Schicht etwa folgende Brechzahlen aufweist: n ₂ (435,8) = 1,7056; n ₂ (480,0) = 1,6876; n ₂ (546,l) = 1,6714; n ₂ (589,3) = 1,6645; n ₂ (643,8) = 1,6581. Ein solcher optischer Klebstoff ist weiter unten in Beispiel 10 angegeben .

Dieser optische Klebstoff kann vorzugsweise mit einem Material der ersten Schicht mit etwa folgenden Brechzahlen kombiniert werden: m(435,8) = 1,76212; ni(480,0) = 1,75467; ni(546,l) = 1,74688; m(589,3) = 1,74317; n _x (643,8) = 1,73948. Letzteres steht beispielsweise in Form des bereits genannten Glases N-LAF35 der Schott AG zur Verfugung.

Ein weiteres diffraktives optisches Element mit einer hohen Beugungseffizienz kann gebildet werden, wenn das Material der zweiten Schicht etwa folgende Brechzahlen aufweist:

n ₂ (435,8) = 1,5277; n ₂ (480,0) = 1,5216; n ₂ (546,l) = 1,5153; n ₂ (589,3) = 1,5125; n ₂ (643,8) = 1,5096. Ein solcher optischer Klebstoff ist weiter unten in Beispiel 11 angegeben .

Dieses Material der zweiten Schicht kann insbesondere mit einer ersten Schicht kombiniert werden, deren Material etwa folgende Brechzahlen aufweist: ni(435,8) =1,5370; ni(480,0) =1,5324; ^(546,1) = 1,5275; ni(589,3) = 1,5252; ni(643,9) = 1,5229. Ein solches Material steht beispielsweise in Form des optischen Kunststoffs Zeonex ^® 480R der Zeon Chemicals L. P. zur Verfügung.

Alternativ kann vorteilhaft ein optischer Klebstoff verwendet werden, welcher nach Aushärten etwa folgende Brechzahlen aufweist: n ₂ (546,l) = 1,6671; n ₂ (589,3) = 1,6604; n ₂ (643,8) = 1,6540. Ein solcher optischer Klebstoff ist weiter unten in Beispiel 12 angegeben.

Alternativ kann vorteilhaft ein optischer Klebstoff verwendet werden, welcher nach Aushärten etwa folgende

Brechzahlen aufweist: n ₂ (435,8) = 1,7428; n ₂ (480,0) = 1,7195; n ₂ (546,l) = 1,7001; n ₂ (578,0) = 1,6935; n ₂ (589,3) = 1,6918; n ₂ (643,8) = 1,6839. Ein solcher optischer Klebstoff ist weiter unten in Beispiel 13 angegeben .

Was die Abmessungen des diffraktiven optischen Elements angeht, ist es günstig, wenn die Schicht aus ausgehärtetem optischem Klebstoff an ihrer dünnsten Stelle wenigstens 5 μm, bevorzugt wenigstens 10 μm, bevorzugter wenigstens 25 μm und nochmals bevorzugter wenigstens 50 μm dick ist.

Es kann günstig sein, wenn die von der ersten Schicht abliegende Außenfläche der zweiten Schicht als refraktive

Linsenfläche ausgebildet ist. Im Hinblick auf eine Sammelwirkung des diffraktiven optischen Elements ist es vorteilhaft, wenn diese konvex ausgebildet ist. Wenn alternativ eine Zerstreuungswirkung des diffraktiven optischen Elements gewünscht ist, ist die refraktive Linsenfläche der zweiten Schicht vorzugsweise konkav ausgebildet .

Es kann schwierig sein, die freie Außenfläche des ausgehär- teten optischen Klebstoffs in optischer Genauigkeit zu bearbeiten. In diesem Fall kann es günstig sein, wenn an die von der ersten Schicht abliegende Außenfläche der zweiten Schicht eine dritte Schicht aus einem Material mit einer Brechzahl n ₃ (λ) angrenzt. Die Brechzahl n ₃ (λ) kann sich von den Brechzahlen nχ(λ) und n ₂ (λ) unterscheiden. Die Brechzahl n ₃ (λ) kann jedoch auch mit einer der Brechzahlen ni(λ) und n ₂ (λ) übereinstimmen.

Das Material dieser dritten Schicht kann entsprechend den gewünschten Anforderungen ausgewählt sein und beispielsweise ein optisches Glas oder ein optischer Kunststoff sein. Auch hier kann es günstig sein, wenn die von der zweiten Schicht abliegende Außenfläche der dritten Schicht als refraktive Linsenfläche ausgebildet ist. Im Hinblick auf eine Sammel- Wirkung des diffraktiven optischen Elements kann die refraktive Linsenfläche der dritten Schicht vorzugsweise konvex ausgebildet sein. Wenn alternativ eine Zerstreuungswirkung des diffraktiven optischen Elements gewünscht ist, ist die refraktive Linsenfläche der dritten Schicht vorzugsweise konkav ausgebildet.

Außerdem gibt die Erfindung die Verwendung eines optischen Klebstoffs zur Herstellung eines diffraktiven optischen Elements an. Die Vorteile daraus ergeben sich aus dem oben zum optischen Klebstoff Gesagten sinngemäß entsprechend.

Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen sowie ausgewählter Beispiele naher erläutert. In den Zeichnungen zeigen :

Figur IA einen Teilschnitt eines ersten Ausfuhrungsbeispiels eines diffraktiven optischen Elements aus zwei Schichten, bei welchem eine Beugungsstruktur parallel zu einer planen Flache verlauft;

Figur IB einen Teilschnitt einer Abwandlung des Ausfuhrungsbeispiels nach Figur 1, bei welcher die Beugungsstruktur parallel zu einer gewölbten Flache verlauft;

Figur 2 einen Teilschnitt eines dritten Ausfuhrungsbeispiels eines diffraktiven optischen Elements, wobei an die zweite Schicht eine dritte Schicht angrenzt;

Figur 3 einen der Figur 1 entsprechenden Teilschnitt eines vierten Ausfuhrungsbeispiels eines diffraktiven optischen Elements aus zwei Schichten, wobei die Außenflache der zweiten Schicht als refraktive Linsenflache ausgebildet ist;

Figur 4 einen der Figur 2 entsprechenden Teilschnitt eines fünften Ausfuhrungsbeispiels eines diffraktiven optischen Elements aus drei Schichten, wobei die Außenflache der zweiten Schicht als refraktive

Linsenflache ausgebildet ist; und

die Figuren 5 bis 15 jeweils einen Graphen, in dem die Abhängigkeit der Beugungseffizienz von der Wellenlange für ein optisches diffraktives Element

mit einem optischen Klebstoff gemäß einem der weiter unten angegebenen Beispiele 1 bis 11 gezeigt ist.

In den Figuren IA und IB ist jeweils ein Teilschnitt eines diffraktiven optischen Elements 10 gezeigt, welches eine erste Schicht 12 aus einem Material mit einer Brechzahl ni(λ) und eine daran angrenzende zweite Schicht 14 aus einem Material mit einer Brechzahl n ₂ (λ) aufweist. Die Brechzahl ni(λ) des ersten Materials ist größer als die Brechzahl n ₂ (λ) des zweiten Materials.

Zwischen der ersten Schicht 12 und der zweiten Schicht 14 verläuft eine Grenzfläche 16, an welcher eine Beugungsstruktur 18 mit einem geblazetes Profil ausgebildet ist, um eine hohe Effizienz in einer ausgewählten Beugungsordnung zu erzielen. Die Beugungsstruktur 18 weist mehrere zu einer Bezugsebene geneigte Blazeflanken 20 und entsprechende Anti-Blazeflanken 22 auf. Die Bezugsebene verläuft in den Figuren IA und IB senkrecht zur optischen Achse 24 des diffraktiven optischen Elements 10, welche strichpunktiert angedeutet ist.

Flächen, die zu der jeweiligen Bezugsebene geneigt angeordnet sind, können durch ein treppenartiges Profil angenähert werden, was auch als Multilevel-Profil bezeichnet wird. Die Erstreckung der Anti-Blazeflanke 22 entspricht der Profiltiefe h der Beugungsstruktur 18.

In Figur IA verläuft die Beugungsstruktur 18 parallel zu einer planen Fläche 23A, die durch eine gepunktete Linie angedeutet ist. Dagegen verläuft die Beugungsstruktur 18 in Figur IB parallel zu einer rotationssymmetrisch zur optischen Achse 24 gewölbten Fläche 23B, die ebenfalls durch eine gepunktete Linie angedeutet ist. Die Anti-Blazeflanken

22 verlaufen dabei im Idealfall parallel zu dem Verlauf von Lichtstrahlen in der ersten Schicht 12. Bei den Ausbildungen gemäß den Figuren IA und IB verlaufen die jeweiligen Anti- Blazeflanken 22 auch parallel zur optischen Achse 24.

Bei der Ausbildung gemäß Figur IB wird bereits an der Grenzflache zwischen der ersten Schicht 12 und der zweiten Schicht 14 eine Sammelwirkung erzielt. Eine Streuwirkung kann beispielsweise mit einer Beugungsstruktur erzielt werden, deren Verlauf derjenigen der Beugungsstruktur 18 in Figur IA entspricht, wenn diese an der planen Flache 23A gespiegelt ist.

Die von der Beugungsstruktur 18 des diffraktiven optischen Elements 10 abliegende Außenflache 26 der zweiten Schicht 14 ist bei dem diffraktiven optischen Element 10 in den Figuren IA und IB plan ausgebildet.

Bei dem in Figur 2 gezeigten diffraktiven optischen Element 10 grenzt an diese plane Außenflache 26 eine dritte Schicht 28 aus einem Material mit einem Brechungsindex n ₃ (λ) an. Deren von der zweiten Schicht 14 abliegende Außenflache 30 ist als konvexe Linsenflache ausgebildet.

Bei einer Abwandlung gemäß Figur 3 ist die Außenflache 26 der zweiten Schicht 14 als konvexe Linsenflache ausgebildet, ohne dass das diffraktive optische Element 10 eine dritte Schicht aufweist.

Bei einer weiteren, in Figur 4 gezeigten Abwandlung grenzt die dritte Schicht 28 aus einem Material mit dem Brechungsindex n ₃ (λ) an diese als refraktive Linsenflache ausgebildete Außenflache 26 der zweiten Schicht 14 des diffraktiven optischen Elements 10, wobei Außenflache 30 der dritten Schicht 28 plan ausgebildet ist.

Die zweite Schicht 14 der in den Figuren 1 bis 4 gezeigten Ausfuhrungsbeispiele des diffraktiven optischen Elements 10 ist durch Ausharten eines optischen Klebstoffs erhalten.

Die Ausfuhrungsbeispiele nach den Figuren 2 bis 4 können derart abgewandelt werden, dass auch dort die Beugungsstruktur 18 parallel zu einer gewölbten Flache 23B verlauft, wie es in Figur IB gezeigt ist. Wenn die jeweilige Außenflache 26 oder 30 der entsprechenden diffraktiven optischen Elemente 10 als gewölbte Linsenflache ausgebildet ist, muss deren Wölbung nicht mit derjenigen der gewölbten Flache 23B übereinstimmen, sondern kann davon abweichen.

Die Beugungsstrukturen 18 der diffraktiven Elemente 10 gemäß den Ausfuhrungsbeispielen nach den Figuren 1 bis 4 sind rotationssymmetrisch zur optischen Achse 24 ausgebildet. In einer Abwandlung sind jedoch auch nicht rotationssymmetrische Beugungsstrukturen 18 möglich, wie beispiels- weise Liniengitter.

Die bei den Ausfuhrungsbeipielen nach den Figuren 2 und 4 vorgesehene dritte Schicht 28 hat keinen Einfluss auf die Beugungseffizienz η (λ) der diffraktiven Elemente 10.

In den nachstehend angegebenen Beispielen 1 bis 11 finden sich einerseits verschiedene Alternativen im Hinblick auf die Zusammensetzung eines auf einer Epoxyverbindung basierenden optischen Klebstoffs als Material für die zweite Schicht 14 sowie andererseits Vorschlage, aus welchem

Material die erste Schicht 12 abhangig von dem erhaltenen optischen Klebstoff gebildet sein kann, um eine möglichst hohe Beugungseffizienz η (λ) über einen möglichst großen Wellenlangenbereich zu erzielen.

Bei den gemäß der Beispiele 1 bis 11 realisierten diffraktiven optischen Elementen konnten die weiter unten jeweils angegebenen relativ geringe Profiltiefen h erzielt werden, wodurch der Einfallswinkel des Lichts auf das diffraktive optische Element nur geringen Einfluss auf dessen Beugungseffizienz η (λ) hat.

In den Beispielen 12 und 13 sind zwei alternative Zusammensetzungen eines auf einem Thiol-En-System basierenden optischen Klebstoffs als Material für die zweite Schicht 14 angegeben .

Beispiel 1

Der ausgehartete optische Klebstoff weist folgende Brechzahlen n(λ) bei den angegebenen Wellenlangen auf

Der angegebene optische Klebstoff wurde mit einer ersten Schicht aus dem Pressglas K-VC78 der Sumita Optical Glass Inc. zu einem diffraktiven optischen Element kombiniert, dessen Beugungsstruktur eine Profiltiefe von h = 10, 66 μm aufweist. Die Klebstoffmischung wurde 24 Stunden bei Raumtemperatur und weitere 8 Stunden bei 50 ⁰ C ausgehartet.

Figur 5 zeigt die Beugungseffizienz η (λ) des so erhaltenen diffraktiven optischen Elements über einen Wellenlängenbereich von 400 nm bis 700 nm. Die Beugungseffizienz η (λ) wurde mit Hilfe von Gleichung (3) berechnet. Bei dieser Berechnung wurde der so genannte Index-Drop nicht berücksichtigt, der sich beim Verpressen des Glases K-VC78 ergibt. Unter einem Index-Drop versteht man eine geringfügige Verringerung der Brechzahl des Glases aufgrund schneller Abkühlung. Wie in Figur 5 zu erkennen ist, beträgt die Beugungseffizienz η (λ) im Wellenlängenbereich zwischen 430 nm und 700 nm mehr als 98 %.

Beispiel 2

Der ausgehartete optische Klebstoff weist folgende Brechzahlen n(λ) bei den angegebenen Wellenlangen auf

Der angegebene optische Klebstoff wurde mit einer ersten Schicht aus dem Pressglas K-VC78 der Sumita Optical Glass Inc. zu einem diffraktiven optischen Element kombiniert, dessen Beugungsstruktur eine Profiltiefe von h = 8,47 μm aufweist. Die Klebstoffmischung wurde 24 Stunden bei Raumtemperatur und weitere 8 Stunden bei 50 ⁰ C ausgehartet.

Figur 6 zeigt die Beugungseffizienz η (λ) des so erhaltenen diffraktiven optischen Elements über einen Wellenlangen- bereich von 400 nm bis 700 nm. Die Beugungseffizienz η (λ) wurde mit Hilfe von Gleichung (3) berechnet. Bei dieser Berechnung wurde der so genannte Index-Drop nicht berücksichtigt, der sich beim Verpressen des Glases K-VC78 ergibt. Wie m Figur 6 zu erkennen ist, betragt die Beugungseffizienz η (λ) im Wellenlangenbereich zwischen 400 nm und 650 nm mehr als 98 %.

Beispiel 3

Der ausgehartete optische Klebstoff weist folgende Brechzahlen n(λ) bei den angegebenen Wellenlangen auf

Der angegebene optische Klebstoff wurde mit einer ersten Schicht aus dem Pressglas K-VC81 der Sumita Optical Glass Inc. zu einem diffraktiven optischen Element kombiniert, dessen Beugungsstruktur eine Profiltiefe von h = 6,75 μm aufweist. Die Klebstoffmischung wurde 24 Stunden bei Raumtemperatur und weitere 8 Stunden bei 50 ⁰ C ausgehartet.

Figur 7 zeigt die Beugungseffizienz η (λ) des so erhaltenen diffraktiven optischen Elements über einen Wellenlangen- bereich von 400 nm bis 700 nm. Die Beugungseffizienz η(λ) wurde mit Hilfe von Gleichung (3) berechnet. Bei dieser

Berechnung wurde der so genannte Index-Drop nicht berücksichtigt, der sich beim Verpressen des Glases K-VC81 ergibt. Wie in Figur 7 zu erkennen ist, betragt die Beugungseffizienz η (λ) im Wellenlangenbereich zwischen 400 nm und 650 nm mehr als 98 %.

Beispiel 4

Der in Beispiel 3 angegebene optische Klebstoff wurde mit einer ersten Schicht aus dem Glas N-LAF35 der Schott AG zu einem diffraktiven optischen Element kombiniert, dessen Beugungsstruktur eine Profiltiefe von h = 8,03 μm aufweist Die Klebstoffmischung wurde 24 Stunden bei Raumtemperatur und weitere 8 Stunden bei 50 ⁰ C ausgehartet.

Figur 8 zeigt die Beugungseffizienz η (λ) des so erhaltenen diffraktiven optischen Elements über einen Wellenlangenbereich von 400 nm bis 700 nm. Die Beugungseffizienz η (λ) wurde mit Hilfe von Gleichung (3) berechnet. Wie in Figur i zu erkennen ist, betragt die Beugungseffizienz η (λ) im Wellenlangenbereich zwischen 420 nm und 660 nm mehr als 98 %.

Beispiel 5

Der ausgehärtete optische Klebstoff weist folgende Brechzahlen n(λ) bei den angegebenen Wellenlängen auf:

Der angegebene optische Klebstoff wurde mit einer ersten Schicht aus dem Pressglas K-LaFK60 der Sumita Optical Glass Inc. zu einem diffraktiven optischen Element kombiniert, dessen Beugungsstruktur eine Profiltiefe von h = 14,3 μm aufweist. Die Klebstoffmischung wurde 24 Stunden bei

Raumtemperatur und weitere 8 Stunden bei 50 ⁰ C ausgehartet.

Figur 9 zeigt die Beugungseffizienz η (λ) des so erhaltenen diffraktiven optischen Elements über einen Wellenlängenbereich von 400 nm bis 700 nm. Die Beugungseffizienz η (λ) wurde mit Hilfe von Gleichung (3) berechnet. Bei dieser Berechnung wurde der so genannte Index-Drop nicht berücksichtigt, der sich beim Verpressen des Glases K-LaFK60 ergibt. Wie in Figur 9 zu erkennen ist, beträgt die Beugungseffizienz η(λ) im Wellenlängenbereich zwischen 450 nm und 700 nm mehr als 98 %.

Beispiel 6

Der ausgehartete optische Klebstoff weist folgende Brechzahlen n(λ) bei den angegebenen Wellenlangen auf

Der angegebene optische Klebstoff wurde mit einer ersten Schicht aus dem Glas N-LAF21 der Schott AG zu einem diffraktiven optischen Element kombiniert, dessen Beugungsstruktur eine Profiltiefe von h = 6,41 μm aufweist. Die Klebstoffmischung wurde 24 Stunden bei Raumtemperatur und weitere 8 Stunden bei 50 ⁰ C ausgehartet.

Figur 10 zeigt die Beugungseffizienz η (λ) des so erhaltenen diffraktiven optischen Elements über einen Wellenlangen- bereich von 400 nm bis 700 nm. Die Beugungseffizienz η (λ) wurde mit Hilfe von Gleichung (3) berechnet. Wie in Figur 10 zu erkennen ist, betragt die Beugungseffizienz η (λ) im Wellenlangenbereich zwischen 420 nm und 670 nm mehr als 98 %.

Beispiel 7

Der in Beispiel 6 angegebene optische Klebstoff wurde mit einer ersten Schicht aus dem Glas N-LAF33 der Schott AG zu einem diffraktiven optischen Element kombiniert, dessen Beugungsstruktur eine Profiltiefe von h = 6,51 μm aufweist. Die Klebstoffmischung wurde 24 Stunden bei Raumtemperatur und weitere 8 Stunden bei 50 ⁰ C ausgehartet.

Figur 11 zeigt die Beugungseffizienz η (λ) des so erhaltenen diffraktiven optischen Elements über einen Wellenlängenbereich von 400 nm bis 700 nm. Die Beugungseffizienz η(λ) wurde mit Hilfe von Gleichung (3) berechnet. Wie in Figur 11 zu erkennen ist, beträgt die Beugungseffizienz η(λ) im Wellenlängenbereich zwischen 420 nm und 660 nm mehr als 98 %.

Beispiel 8

Der ausgehärtete optische Klebstoff weist folgende Brechzahlen n(λ) bei den angegebenen Wellenlängen auf:

Der angegebene optische Klebstoff wurde mit einer ersten Schicht aus dem Glas N-LAF21 der Schott AG zu einem diffraktiven optischen Element kombiniert, dessen

Beugungsstruktur eine Profiltiefe von h = 6,45 μm aufweist. Die Klebstoffmischung wurde 24 Stunden bei Raumtemperatur und weitere 8 Stunden bei 50 ⁰ C ausgehartet.

Figur 12 zeigt die Beugungseffizienz η (λ) des so erhaltenen diffraktiven optischen Elements über einen Wellenlangen- bereich von 400 nm bis 700 nm. Die Beugungseffizienz η (λ) wurde mit Hilfe von Gleichung (3) berechnet. Wie in Figur 12 zu erkennen ist, betragt die Beugungseffizienz η (λ) im Wellenlangenbereich zwischen 430 nm und 680 nm mehr als 98 %.

Beispiel 9

Der in Beispiel 8 angegebene optische Klebstoff wurde mit einer ersten Schicht aus dem Glas N-LAF33 der Schott AG zu einem diffraktiven optischen Element kombiniert, dessen Beugungsstruktur eine Profiltiefe von h = 6,55 μm aufweist. Die Klebstoffmischung wurde 24 Stunden bei Raumtemperatur und weitere 8 Stunden bei 50 ⁰ C ausgehartet.

Figur 13 zeigt die Beugungseffizienz η (λ) des so erhaltenen diffraktiven optischen Elements über einen Wellenlangenbereich von 400 nm bis 700 nm. Die Beugungseffizienz η (λ) wurde mit Hilfe von Gleichung (3) berechnet. Wie in Figur 13 zu erkennen ist, betragt die Beugungseffizienz η (λ) im Wellenlangenbereich zwischen 420 nm und 660 nm mehr als 98 %.

Beispiel 10

Trimethylolpropan-tri- ( 3-mercaptopropionat ) dient bei diesem Klebstoffgemisch als Vernetzer.

Der ausgehartete optische Klebstoff weist folgende Brechzahlen n (λ) bei den angegebenen Wellenlangen auf:

Der angegebene optische Klebstoff wurde mit einer ersten Schicht aus dem Glas N-LAF35 der Schott AG zu einem diffraktiven optischen Element kombiniert, dessen Beugungsstruktur eine Profiltiefe von h = 7,43 μm aufweist

Die Klebstoffmischung wurde 24 Stunden bei Raumtemperatur und weitere 8 Stunden bei 50 ⁰ C ausgehärtet.

Figur 14 zeigt die Beugungseffizienz η (λ) des so erhaltenen diffraktiven optischen Elements über einen Wellenlängenbereich von 400 nrn bis 700 nm. Die Beugungseffizienz η (λ) wurde mit Hilfe von Gleichung (3) berechnet. Wie in Figur 14 zu erkennen ist, beträgt die Beugungseffizienz η (λ) im Wellenlängenbereich zwischen 430 nm und 660 nm mehr als 98 %.

Beispiel 11

Triarylsulfonium-Hexafluoroantimonat ist als Photoinitiator unter der Bezeichnung "CYRACURE ^® UVI-6974" von Dow Chemical Ltd. erhältlich.

Der ausgehartete optische Klebstoff weist folgende Brechzahlen n(λ) bei den angegebenen Wellenlangen auf

Der angegebene optische Klebstoff wurde mit einer ersten Schicht aus dem optischen Kunststoff Zeonex ^® 480R der Zeon Chemicals L. P. zu einem diffraktiven optischen Element kombiniert, dessen Beugungsstruktur eine Profiltiefe von h = 46,8 μm aufweist. Die Klebstoffmischung wurde durch Bestrahlen mit UV-A-Licht mit 40 mW/cm ² über einen Zeitraum von 300 s ausgehartet.

Figur 15 zeigt die Beugungseffizienz η (λ) des so erhaltenen diffraktiven optischen Elements über einen Wellenlangen- bereich von 400 nm bis 700 nm. Die Beugungseffizienz η (λ) wurde mit Hilfe von Gleichung (3) berechnet. Wie in Figur 15 zu erkennen ist, betragt die Beugungseffizienz η(λ) im Wellenlangenbereich zwischen 420 nm und 700 nm mehr als 98 %.

Beispiel 12

Menge Komponente [Gew.%]

56,2 Bis- ( 4-vinylthiophenyl) sulfid

43,8 Pentaerythrit-tetra- (3-mercaptopropionat )

Gemisch aus 25% Bis (2, 6-dimethoxybenzoyl) - 2 , 4 , 4-trimethylpentylphosphinoxid und 75% 2- Hydroxy-2-methyl-l-phenyl-propan-l-on

Ein Gemisch aus 25% Bis (2 , 6-dimethoxybenzoyl) -2 , 4 , 4- trimethylpentylphosphinoxid und 75% 2-Hydroxy-2-methyl-l- phenyl-propan-1-on ist als Photoinitiator unter der Bezeichnung "IRGACURE ^® 1700" von Ciba-Geigy Ltd. erhaltlich.

Die Klebstoffmischung wurde durch Bestrahlen mit UV-A-Licht mit etwa 30 mW/cm ² über einen Zeitraum von 120 s ausgehartet .

Der ausgehartete optische Klebstoff weist folgende Brechzahlen n(λ) bei den angegebenen Wellenlangen auf:

Beispiel 13

Ein Gemisch aus 25% Bis (2 , 6-dimethoxybenzoyl) -2 , 4 , 4- trimethylpentylphosphmoxid und 75% 2-Hydroxy-2-methyl-l- phenyl-propan-1-on ist als Photoinitiator unter der Bezeichnung "IRGACURE ^® 1700" von Ciba-Geigy Ltd. erhältlich.

Die Klebstoffmischung wurde durch Bestrahlen mit UV-A-Licht mit etwa 30 mW/cm ² über einen Zeitraum von 120 s ausgehartet .

Der ausgehartete optische Klebstoff weist folgende Brechzahlen n (λ) bei den angegebenen Wellenlangen auf

Für die angegebenen Beispiele 1 bis 9 lässt sich der Gewichtsanteil in % der verwendeten Komponenten im optischen Klebstoff berechnen nach

Menge (Komponente) 100

∑Menge (Komponente) (Menge (Material A) +Menge (Material B) .

Somit berechnet sich beispielsweise der Gew.%-Anteil von N, N-Diglycidyl-4-glycidyl-oxyanilin im optischen Klebstoff nach Beispiel 1 etwa zu

30 100 • = 24,55 % 30 + 45 + 25 + 1 100 + 21

und der der Gew.%-Anteil von N, N-Diglycidyl-4-glycidyl- oxyanilin im optischen Klebstoff nach Beispiel 2 etwa zu

40 100 ■ = 32,46 %.

40 + 30 + 30 + 1 100 + 22

Für die angegebenen Beispiele 10 bis 13 berechnet sich der Gewichtsanteil in % der verwendeten Komponenten im optischen Klebstoff sinngemäß entsprechend.