MehrfachLichtschichten

MehrfachLichtschichten bezeichnen in der Optik eine Anordnung mehrerer dünner Schichten unterschiedlicher optischer Eigenschaften, die hintereinander geschichtet sind, um das Durchlass- oder Reflexionsverhalten von Licht zu steuern. Ziel ist oft eine spezifizierte spektrale Transmission, Reflexion oder Filterwirkung.

Die physikalische Grundlage ist Interferenz. Licht, das eine Grenzfläche zwischen zwei Schichten passiert, wird teilweise reflektiert und trägt zur Gesamtreflexion bei. Durch geeignete Materialkombinationen und Dicke der Einzelschichten können sich bestimmte Wellenlängen konstruktiv oder destruktiv überlagern. Eine verbreitete Form ist der Quarter-Wave-Stack, bei dem die optische Dicke jeder Schicht so gewählt wird, dass sich Reflexionsanteile im Zentrum eines gegebenen Spektrums verstärken.

Typische Materialien sind neutrale oder funktionsspezifische Dielektrika wie SiO2, TiO2 oder ZrO2, oft ergänzt durch weitere Substrate. Multilayer-Strukturen werden in Bragg-Spiegel, Antireflexionsbeschichtungen und spektralen Filtern eingesetzt. Die Gestaltung reicht von einfachen Zwei- bis zu Dutzend- oder hunderte Schichten, abhängig von gewünschter Spektral-Performance und Bandbreite.

Herstellung und Charakterisierung erfolgen durch Dünnschichtabscheidung, etwa Sputtering, Verdampfen oder chemische Gasphasenabscheidung. Die optische Antwort wird durch Messungen der Transmission und Reflexion sowie durch Verfahren wie Ellipsometrie bewertet. Relevante Kennzahlen sind maximale Reflexionsbzw. Transmissionsgrade, Spektralbreite und Insertion von Verlusten.

Anwendungen finden sich in der Lasertechnik, Optikfiltern, Sonnenzellen, Sensorik und Telekommunikation. Das Konzept steht eng mit Dielektrikumscheiben und Spiegelstrukturen wie Bragg-Spiegel in Verbindung.