DE3877880T2 - Optisches richtkreuz mit geringer reflexion und herstellungsverfahren. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine verbesserte optische Richtkreuzeinrichtung und insbesondere eine solche mit weitgehend verbesserter Retroreflexions-Charakteristik. Sicht- bzw. Beobachtungsgeräte, wie sie für militärische Zwecke, beispielsweise in Zielgeräten für Tankkanonen verwendet werden, weisen häufig "Katzenaugen-" oder Retro- Reflexionen auf. Auf das Sichtgerät auffallendes Licht wird an einer oder mehreren Linsen-, Spiegel-, Prismen oder anderen optischen Oberflächen reflektiert und aus dem Gerät genau in die Richtung, aus der es gekommen ist, zurückgestrahlt. So kann das Sichtgerät gesonders in der Nacht als eine Art Leuchtfeuer wirken, welches Lichtstrahlung auf den zu beobachtenden Gegenstand zurückwirft und diesen beleuchtet. Es ist deshalb von grosser Bedeutung, Sichtgeräte herzustellen, bei denen eine Retroreflexion möglichst vollständig ausgeschlossen ist.
• Obgleich alle optischen Oberflächen eine gewisse Retroflexion aufweisen, tragen einige Elemente mehr und andere weniger zur Retroreflexion bei. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Richtkreuzanordnung. Diese enthält ein Fadenkreuz, ein optisches Element, das in der Brennebene als Sichtreferenz angeordnet ist. Die Richtkreuzanordnung enthält in der Regel eine Glasplatte mit zwei planpolierten Flächen und feinen Linien oder Vertiefungen, die mit einem diffus reflektierenden Material wie Titandioxyd ausgefüllt sind. Wenn die Fadenkreuzanordnung von einer Seite beleuchtet wird, vorzugsweise mit geeigneter roter Strahlung, wenn die Einrichtung nachts verwendet wird, wird das Material des Füllstoffs gut sichtbar und dient als Referenz für den Benutzer. Unglücklicherweise trägt das Richtkreuz in hohem Masse zur Retroreflexion bei und damit zum Sichtbarmachen und Erkennen eines jeglichen optischen Sichtgerätes. Das hat seinen Grund darin, dass die vom Sichtgerät gesammelten Lichtstrahlen auf die polierte Oberfläche der Richtkreuzanordnung auftreffen und von dort, da keine Dispersion erfolgt, entlang der optischen Elemente des Gerätes in voller Lichtstärke zur Lichtquelle, beispielsweise auf das Ziel, zurückreflektiert werden. Ein vereinfachtes Digramm dieses Effektes ist in Figur 1 dargestellt.
• In der Vergangenheit wurden sowohl vom Erfinder als auch von Dritten wiederholt Versuche unternommen, um die unerwünschte Retroreflexion zu reduzieren.
• Ein solcher Versuch wurde unter dem Namen "Sandwich cemented reticle" bekannt. In dieser Anordnung wird eine Glasplatte auf das Fadenkreuz aufzementiert. Dieses Verfahren basierte auf dem bekannten optischen Prinzip:
• In dieser Formel ist R = Reflexion,
• Nm = der Refraktionsindex des Materials, beispielsweise der Glasplatte, die nächst zum Fadenkreuz angeordnet ist,und
• NR = der Refraktionsindex des Fädenkreuzträgers.
• Beispielsweise ist für ein Richtkreuz nach dem Stand der Technik, das keine Abdeckplatte aufweist, Nm = 1. (Refraktionsindex von Luft). und NR = 1.5 (Refraktionsindex von Glas). Nach der obenstehenden Gleichung (1) beträgt die Menge reflektierten Lichtes 0,04 oder 4%.
• Für ein Sandwich-artig zementiert aufgebautes Richtkreuz nähert sich Reflexion entsprechend der Gleichung 1, theoretisch dem Wert 0, da die Refraktionswerte von Nm und NR auf den gleichen wert gebracht sind. Tatsächlich sind jedoch bei derartigen, zementierten Richtkreuzanordnungen 3 optische Medien beteiligt, die Fadenkreuzträgerplatte, die angrenzende Abdeckplatte und der optischer Zement zwischen beiden. Um einen Reflexionswert gleich Null in einer derartigen Anordnung zu erzielen, müssten die Refraktionswerte von allen drei optischen Medien gleich sein. Anderenfalls ergibt die Summe der Reflexionswerte am übergang von der Abdeckplatte zur Zement-Zwischenschicht und von dieser zur Fadenkreuzplatte einen beträchtlichen Wert. Eine Lösung für dieses Problem hat sich als nicht greifbar erwiesen. Tatsächlich wirken sich eine Vielzahl von Parametern wie Alterung, Feuchtigkeit, Temperatur, Infrarot-Strahlung und viele andere äussere Einflüsse auf die optische Stabilität aus und verändern über einen bestimmten Zeitraum hinweg die optischen Bedingungen and damit die Reflexionseigenschaften einer Anordnung, die zunächst als Lösung angesehen wurde. Einige optische Zemente wurden insbesondere für die Verwendung in Richtkreuzanordnungen formuliert, so dass der Brechungsindex jenem der Fadenkreuträgerplatte und der Abdeckplatte übereinstimmt. Derartige Zemente gestatten jedoch keine ausreichende Refraktionwert-Kontrolle, um die Reflexion in gewünschten Mass zu unterdrücken.
• Die bisherigen Lösungsversuche haben bislang nicht zur gewünschten, ausreichenden Verringerung der Reflexionswerte geführt. Selbst wenn hin und wieder ausreichende Werte erzielt wurden, so waren diese nicht reproduzierbar. Gelegentlich erzielte gute Versuchsergebnisse ergaben bislang keine Basis für eine Produktion von Sichtgeräten mit brauchbarer Reflexions- Charakteristik innerhalb einer vorgegebenen, geeigneten Spezifikation.
• Andere Versuche zur Lösung des Problems, wie beispielsweise die Verwendung von projizierten Fadenkreuzen an Stelle von geätzten, mit einem Pigment ausgerüsteten Fadenkreuzen, haben gleichfalls zu keinem befriedigenden Ergebnis geführt.
• In der britischen Patentschrift GB - A - 2139387A wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, bei der im durchfallenden Licht beleuchtete Markierungen auf zwei gegeneinander verschiebbar angeordneten Platten angeordnet sind. Bei der von der Anmelderin beanspruchten Erfindung sind zwei Platten untrennbar miteinander verbunden. Die Vorrichtung nach GB-A 2139387A wird in optischen Instrumenten wie beispielsweise Mikroskopen benutzt, ist jedoch nicht geeignet für Richtkreuzanordnungen. Sie betrifft insbesondere nicht Richtkreuzanordnungen mit in optischem Kontakt angeordneten Fadenkreuz und Deckplatten.
• Diese und andere vorgeschlagene Lösungen weisen eine Anzahl von weiteren Unzulänglichkeiten auf, wie beispielsweise Unverwendbarkeit vor einem hellen Hintergrund, und betreffen nicht die hier beanspruchte Erfindung.
• Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Richtkreuzanordnung herzustellen, die eine weitgehende Unterdrückung der Reflexion gewährleistet. Weiterhin Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine optische Richtkreuzanordnung mit weitgehend unterdrückter Reflexion, die sich zur fabrikationsmässigen Hergestellung eignet. Weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine optische Richtkreuzanordnung mit geringem Reflexions vermögen, deren Fadenkreuz geätzte und mit Pigment gefüllte Markierungen aufweist.
• Diese und eine Anzahl weiterer sehr wünschenswerter und ungewöhnlicher Ergebnisse wurden durch die vorliegeende Erfindung erzielt, wie sich beispielhaft aus den nachfolgenden Ansprüchen ergibt.
• Die vorliegende Erfindung offenbart eine neue optische Richtkreuzanordnung, bei der die Träger- und die Abdeckplatte in optischem Kontakt sind, so dass eine Zwischenschicht vermieden wird.
• Optischer Kontakt ist ein bekanntes Phänomen, das bewirkt, dass zwei hochpolierte Oberflächen praktisch unzertrennlich aneinander haften. Polierte ebene Oberflächen haften mit so grosser Kraft aneinander, dass es keiner weiteren mechanischen Kraft bedarf, um sicherzustellen, dass die Haftung sowohl Vibrationen wie auch Schock und Temperaturveränderungen standhält. Polierte, flache, in optischem Kontakt stehende Oberflächen können, tatsächlich nur mit speziellen Methoden getrennt werden, wie beispielsweise, wenn jedes der optischen Element extrem verschiedenen Temperaturen ausgesetzt wird, um so ausserordentlich unterschiedliche Wärmeausdehnung zu bewirken. Der Ausdruck "optisches Glas", wie er in dieser Patentschrift verwendet wird, soll jedes optische Medium, ausser Luft, umfassen, das für elektromagnetische Strahlung innerhalb des Spektrums von Ultraviolet bis Infrarot durchlässig ist. Dies schliesst beispielsweise Infrarot optische Elemente ein, die aus Germanium bestehen oder aus chemisch aus der Dampfphase niedergeschlagenem Zinkselenid.
• So kann ein hoch-poliertes, ebenes Abdeckglas mit dem hochpolierten Fadenkreuzsubstrat in optischem Kontakt angeorndet werden. Da das Abdeckglas und die Unterlage relativ einfach aus der gleichen Glasschmelze bestehen können und so den gleichen Refraktionsindex, innerhalb ± 0.000001, aufweisen, sollte theoretisch zu erwarten sein, dass damit das Problem der Richtkreuzreflexion vollständig gelöst wird.
• Tatsächlich wird auf diese Weise eine verbesserte Reflexions- Charakteristik erzielt. Beim augenblicklichen Stand der Technik im Bezug auf optischen Kontakt wird jedoch die ideale O Reflexion nicht immer erreichbar. Statt dessen treten oftmals enttäuschend hohe Restreflexionswerte auf.
• Entsprechend einer bevorzugten Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung wurde festgestellt, dass eine sehr hohe Underdrückung der Reflexion in einer optischen Richtkreuzanordnung erzielt werden kann, wenn die Abdeck- und die Trägerplatte aus Quarzglas bestehen. Überraschenderweise weist eine Richtkreuzeinrichtung mit in optischem Kontakt angeordneten Quarzglas-Fadenkreuzträger- und Quarzglas-Deckplatten einen Reflexionswert von weniger als einem Millionstel, oder praktisch annähernd Null, auf. Ein besonderer Vorteil ist, dass der Grad der Reflexions reduktion wiederholbar erzielt wird, so dass angenommen werden kann, dass dieses erfindungsgemässe Konzept die fabrikationsmässige Herstellung von Richkreuzanordnungen mit in gewünschter Weise reduzierter Reflexion erstmals ermöglicht.
• Dementsprechend ermöglicht die Anordnung von in optischem Kontakt stehenden Fadenkreuzträger- und Deckplatte aus geschmolzenem Quarzglas Richtkreuzeinrichtungen entsprechend der bevorzugten Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung mit annähernd Null Reflexion.
• Verschieden von früheren Lösungsversuchen einschliesslich der zur Zeit erzielbaren Ergebnisse mit optischen Kontakt aufweisenden Richtkreuzeinrichtungen mit optischen Gläsern, sind die bemerkenswerten Ergebnisse, die mit geschlmolzenem Quarzglas entsprechend der vorliegenden Erfindung erreicht werden, wiederholbar und stabil in der Produktion optischer Geräte unter besonderen Umweltbedigungen, wie beispielsweise Feuchtigkeit.
• Die beigeschlossenen Zeichnungen stellen das Prinzip sowie bevorzugte Ausgestaltungsformen nach den erfindungsgemässen Grundgedanken dar und dienen zusammen mit der Beschreibung zur näheren Erklärung derselben.
• Figur 1 ist eine Darstellung der Retroreflexion bei einer Standardmässigen, polierten Richtkreuzanordnung, die in der Brennebene eines Abbildungssystems angeordnet ist.
• Figur 2 ist eine Darstellung für eine sandwich-artige Richtkreuzanordnung, die in der Brennebene eines Abbildungslinsensystems angeordnet ist.
• Figur 3 ist eine vergrösserte Ausschnittsansicht der sandwich- Richtkreuzanordnung von Fig. 2, die die Anordnung von Abdeckplatte, Zement und richtkreuz zeigt.
• Figur 4 ist eine Teilansicht einer Richtkreuzanordnung mit optischem Kontakt entsprechend der vorliegenden Erfindung, und
• Fig. 5 ist das Diagram eines Laborgerätes zum Messen der Reflexionscharakteristika von zu prüfenden Richtkreuzanordnungen.
• Figur 4 stellt eine Richtkreuzanordnung 10 entsprechend der beanspruchten Erfindung dar, mit einer Abdeckplatte 12 und einer Fadenkreuzträgerplatte 14. Die Abdeckplatte 12 wurde an der Grenzfläche 13 in optischem Kontakt mit der Fadenkreuzträgerplatte 14 gebracht, wobei in bekannter Weise zwei hochglanzpolierte Oberflächen erst an einem Rand in Kontakt gebracht und dann langsam so gegeneinander verschoben werden, dass sich die ganzen Oberflächen decken, und gleichzeitig die Luft zwischen den Platten vollkommen vertrieben wird.
• Wenngleich auch zufriedenstellende Reduktion der Reflexion mit Deckplatte und Fadenkreuzträger aus optischem Glas erzielbar ist, werden vorzugsweise Deckplatte und Träger aus geschmolzenem Quarzglas benutzt. Es konnte festgestellt werden, dass bei Verwendung von geschmolzenem Quarzglas, entsprechend der bevorzugten Ausgestaltungsform der beanspruchten Erfindung, Ergebnisse erzielt wurden, die jenen aller bisher bekannten Versuchen weit überlegen sind. Bermerkenswerterweise ergab sich, dass geschmolzenes Quarzglas bei erfindungsgemässer Anwendung wiederholbare Reflexionswerte von annähernd Null aufweist in Einrichtungen, die strikten Militär-Spezifikation entsprechen. Derartige Ergebnisse waren bisher unerreichbar. Obgleich die zu Grunde liegende Physik, welche die bemerkenswerten Ergebnisse mit geschmolzenem Quarzglas erklären könnte, bisher nicht voll verstanden wird, wird angenommen, dass die niedrige Reflexion der in optischem Kontakt gebildeten Grenzschicht durch molekulare Bindungskräfte zwischen den Molekülen des Materials bewirkt wird, und dass grundsätzlich zwei Grundbedingungen für niedrige Reflexionswerte bei optischem Kontakt bestehen.
• Erstens müssen die Oberflächen glatt, eben und sauber sein, um so sicherzustellen, dass die Kontakfläche beider Oberflächen einen Maximalwert aufweist und damit die Zahl von die Bindung störenden Molekulen anderer Substanzen, beispielsweise Stickstoff, Sauerstoff, oder Kohlendioxid-Moleküle aus der Luft, Ölfilme, oder Oxidschichten, die sich auf den Kontaktflächen unter Lufteinwirkung ausbilden, zu minimieren. Die Glätte der Oberfläche ist eine Funktion des Poliervorganges und kann durch Verfahren mit bekannten Poliermitteln sowie mittels Ionenstrahl-Ätztechnik erzielt werden. Die ideale Bedingung ist deshalb eine solche, in welcher die miteinander optisch zu verbindenden Oberflächen absolut planar, frei von Kratzern, Vertiefungen und jeglicher Fremdsubstanz sind.
• Zweitens muss, um die elektromagnetische Strahlung die Grenze zwischen beiden Platten unbeeinflusst passieren zu lassen, die Anordnung und Struktur der Moleküle auf beiden Seiten der Grenzfläche so nah wie möglich jener sein, die die Strahlung beim Durchqueren des Deckplatten- und Trägermaterials sieht. Wenn diese Bedingung erfüllt ist, pflanzt sich die Welle vollständig in eine Vorwärtsrichtung fort ohne eine reflektierte Komponente, wie sie üblicherweise an Grenzflächen zweier verschiedener dielektrischer Materialien auftritt. Üblicherweise ist eine gewisse Reflexion an der Grenzfläche zu erwarten, selbst wenn die Oberflächen vollkommen glatt, sauber und eben sind. Es wird angenommen, dass diese Reflexion durch Unterschiede in der Anordnung der Moleküle in der Grenzfläche und im Material zu beiden Seiten derselben entsteht. Innerhalb des Materials wird die Molekülanordnung bereits während des Abkühlvorganges durch die Molekularkräfte festgelegt. In vielen optischen Gläsern sind die Molekülanordnungen innerhalb des Materials von einer Ebene zur nächsten nicht gleich, womit es schwierig, wenn nicht unmöglich ist, die gleiche Molekülanordnung in bzw. zwischen den Flächen an der Grenzschicht sicherzustellen. Wenn jedoch die Molekülanordnung eines optischen Glases einfach und gleichförmig innerhalb des Materials ist, wie dies für geschmolzenen Quarz zutrifft, dann werden zwei entsprechend der vorliegenden Erfindung in optischem Kontakt angeordnete Flächen an der Grenzschicht geringe Reflexion aufweisen.
• Die Vorteile der beanspruchten Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beispiele näher verdeutlicht. Alle empirischen Reflexions werte in den Beispielen wurden mittels der Labormesseinrichtung nach Fig.5 ermittelt. Wie dort gezeigt, wurde die zu messende Richtkreuzeinrichtung in der Prüfvorrichtung derart angeordnet, dass der Einfallswinkel des Lichtes 45 Grad zur Normalen betrug. Für Richtkreuzanordnungen mit in optischem Kontakt stehenden bzw. zementierten Grenzflächen wurde das Licht von der zu prüfenden Richtkreuzanordnung durch zwei Blenden 24 und 26 derart geleitet, daß Reflexionen von der unteren und oberen Luft/Material-Grenzfläche den Detektor nicht erreichen. Für beide Richtkreuzanordnungen konnte kein räumlicher Unterschied der Reflexionen von der einen oder anderen Seite der Grenzschicht Abdeckplatte - zur Fadenkreuzträger beobachtet werden. Das von der zu prüfenden Richtkreuzanordnung reflektierte Licht passiert auf dem Weg zum Detektor 30 des Photometer 32 ein geeignetes Helium-Neon-Spike-Filter 26. Zur Normalisierung wurden Werte ermittelt für Filter 28 und den Detektor 30 allein im optischen Weg des Laserstrahles, ohne zu untersuchende Richtkreuzeinrichtung, die 100% entsprechen. Es soll noch bemerkt werden, dass das beschriebene Experiment sich nur mit der Reflexion von der polierten Grenzfläche des Fadenkreuzträgers zur Abdeckplatte der Richtkreuzeinrichtung befasste und nicht mit Reflexionen von der oberen oder unteren Oberfläche. Grund war, weil der grösste Anteil an der Retroreflexion von Richtkreuzeinrichtungen von der polierte rückwärtigen Oberfläche stammt, die zu keinen Winkelstreuungen führt. Die oberen und unteren Luft/Glas-Grenzschichten weisen bedeutend verringert Reflexionswerte aufgrund der durch Winkelstreuungen und aufgrund absichtlicher Vergrösserung der Dicke der Abdeckplatte und des Fadenkreuzträgers auf.
• Als Kontrolle für den Grad der Anpassung des Refraktionsindex wurde für jedes der Beispiele die effektive Differenz zwischen dem Index ΔN für Sandwich-Anordnungen mittels der nachfolgenden Gleichung bestimmt.
• (2) ΔN = [2N²R]
• wobei
• R = gemessene Reflektivität, und
• N = der Refraktionsindex der Fadenkreuzunterlage
• ist.
Beispiel 1
• Eine Standard planpolierte Richtkreuzanordnung wurde aus K5 (¹) Glas hergestellt, das einen Refraktionsindex von N = 1.52249 hat. Weder eine Glasabdeckung noch eine Antireflexionsschicht wurde verwendet. Zur Messung der Reflexion an der Luft/Glas- Zwischenschicht wurde die Einrichtung nach Fig. 5 verwendet. wobei die Reflexion an der Luft / Glas-Grenzschicht mit 0.0435 oder 4.35% gemessen wurde. Da Gleichung (2) nur zur Messung von "Sandwich"-Richtkreuzanordnungen anwendbar ist, wurde Gleichung (1) verwendet, um ΔN für die Standard-Richtkreuzanordnung nach diesem Beispiel zu berechnen. Benutzt man die gemessene Reflektanz R = 0,0435 und den publizierten Refraktionsindex für K5 Glas, NR = (¹) alle Glasmaterialien wurden aus dem Schott-Katalog ausgewählt1.52249 und löst Gleichung (1) für Nm, dessen aktueller Wert 1 ist, der Wert für Luft, dann ergibt sich ein errechneter Wert für die Differenz ΔN zwischen dem bekannten und dem berechneten Wert von 0,526.
Beispiel 2
• Eine "Sandwich" zementierte Richtkreuzeinrichtung wurde aus zwei Mustern von K5 Glas mit MIL Spec Optical Cement (N=1.55 bei 25 ºC) hergestellt. Die gemessene Reflexion war 0,000960 oder 0,0960% und ΔN, berechnet aus Gleichung (2), betrug 0,067.
Beispiel 3
• Eine "Sandwich" zementierte Richtkreuzanordnung mit besser abgestimmten Indices wurde aus zwei Musterstücken von Bariumglas BaK5 (N = 1,55671) zusammenzementiert unter Verwendung von MIl Spec UV 74 Zement, nach Militär Spezifikation. Die gemessene Reflexion war 0,000090 oder 0,009% und ΔN wurde aus Gleichung (2) zu 0.021 errechnet.
• Ein zweites Muster wurde in gleicher Weise hergestellt. Die Reflexion wurde zu 0,000024 oder 0,0024% gemessen und ΔN mit 0,0108 berechnet. Die Gründe für die im Vergleich zum ersten Beispiel verbesserte Reflexion sind unbekannt.
Beispiel 4
• Eine "Sandwich" zementierte Richtkreuzvorrichtung wurde aus zwei Mustern von BaK5 Glas zusammenzementiert mit einem bekannten zweistoffoptischen Zement erhältlich von Sanders Co in Nashua, New Hampshire. Die Reflexion wurde zu 0.0000094 oder 0.00094% gemessen und ΔN wurde aus Gleichung (2) mit 0.0068 berechnet.
• Der hier benutzte Zwei-Komponenten-Zement erfüllt allerdings nicht die MIL Spezifikation im Bezug auf Feuchtigkeit.
• Eine zweite "Sandwich" zementierte Richtkreuzanordnung wurde mit einem verbesserten Zwei-Komponenten-Zement, der die MIL Spezifikation erfüllt, hergestellt. Die gemessene Reflexion war 0,000022 oder 0,0022% und der berechnete Werte von ΔN = 0,0103. Damit wurde zwar das Feuchtigkeitsproblem vermieden. Gleichzeitig ergab sich jedoch ein Anstieg von Reflexion und ΔN. Zusätzlich war die Viskosität des verbesserten Zements nicht zufriedenstellend.
Beispiel 5
• Eine "Sandwich" Richtkreuzanordnung mit optischem Kontakt zwischen Deckplatte und Fadenkreuträger wurde aus zwei Stücken von C-1 Crown optischem Glas (N = 1.523) hergestellt . C-1 Crown Glas ist in den Vereinigten Staaten beispielsweise von Corning Glas Works in Corning, New York, erhältlich. Die gemessene Reflexion betrug 0,000510 oder 0,0510%. ΔN wurde aus Gleichung (2) berechnet zu 0.0486
Beispiel 6
• Eine "Sandwich" Richtkreuzanordnung mit optischen Kontakt zwischen Deckplatte und Fadenkreuträger wurde aus zwei Stücken von SF-8 optischem Glas (N = 1.684) hergestellt. Die gemessene Reflexion betrug 0.002020 oder 0.202% und ΔN wurde nach Gleichung (2) zu 0.1070 berechnet. Damit ergab im optischen Kontakt angeordnetes SF-8 Glas den vierfachen Wert für Reflexion im Vergleich zu C-1 Glas.
BEISPIEL 7
• Eine "Sandwich" Richtkreuzanordnung mit optischem Kontakt zwischen Deckplatte und Fadenkreuzträger wurde aus zwei Stücken aus geschmolzenem Quarzglas No. 7940 der Corning Glass Works (N = 1.458) hergestellt. Bemerkenswerter weise ergab sich ein gemessener Reflexionswert von 0.0000008 oder 0.00008% und ein mittels Gleichung (2) berechneter Wert von 0.0018 für ΔN.
• Die Ergebnisse mit den vorstehend beschriebenen Beispielen sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt Tabelle 1 Richtkreuzoberfläche Richtkreuzanordnung Aufbau Gemessene Reflexion % Effektive ΔN 1. Standard-Anordnung ohne Kompensation Beispiel 1 2. Zementierte Sandwich-Anordnung, Beispiel 2 3. Zementierte Sandwich-Anordnung mit verbesserter Indexanpassung, erstes Beispiel von Beispiel 3 4. Zementierte Sandwich Anordnung mit verbesserter Indexanpassung, zweites Beispiel von Beispiel 3 5. Zementierte Sandwich-Anordnung, Zwei-Komponenten-Zement, erstes Beispiel von Beispiel 4 6. Zementierte Sandwich-Anordnung, Zwei-Komponenten-Zement, zweites Beispiel von Beispiel 4 7. Sandwich-Anordnung mit optischem Kontakt, C-1 glas, Beispiel 5 8. Sandwich-Anordnung mit optischem Kontakt, SG-8 Glas, Beispiel 6 9. Sandwich-Anordnung mit optischem Kontakt, geschmolzenes Quarz Glas, Beispiel 6
• Die vorangehenden Ergebnisse zeigen, daß eine bemerkenswerte Verbesserung der Unterdrückung der Reflexion mit in optischem Kontakt angeordnetem geschmolzenem Quarzglas erzielt wurde. Die mit in optischem Kontakt angeordnetem geschmolzenen Quarzglas erzielte Reflexionsunterdrückung war mindestens 10 mal größer als die mit zementierter Sandwich-Anordnung und mehr als 27 mal größer als die mit einer zementierten Sandwich- Anordnung, die den Umweltanforderungen nach Militär-Spezifikation entspricht. In der Tat nähert sich die Anordnung aus in optischem Kontakt angeordnetem geschmolzenen Quarzglas dem Idealwert von Null Reflexion.
• Wenngleich ein derartiges Resultat, in Theorie, auch mit in optischem Kontakt angeordnetem Sandwich aus optischem Glas erzielbar sein sollte, gelingt dies offenbar beim jetzigen Stand der Technik nicht. Für Sandwich-Anordnungen mit optischem Kontakt ergeben sich zwar relativ günstige Ergebnisse; wie die Beispiele 5 und 6 zeigen, ist die Reflexion jedoch 500 bis 2000 mal grösser als jene, die mit der bevorzugten Ausführung mit in optischem Kontakt befindlichen Sandwich-Anordnungen aus geschmolzenem Quarzglas, entsprechend Beispiel 7, erzielt werden. Es soll nicht ausgeschlossen werden, dass in Zukunft auch mit in optischem Kontakt befindlichen Sandwich-Anordnungen aus optischem Glas, entsprechend der Erfindung, Reflexionen von annähernd Null erzielbar sein werden. Zur Zeit wird jedoch geschmolzenes Quarzglas bevorzugt.
• Gleichzeitig soll jedoch festgehalten werden, dass bei in optischem Kontakt befindlichen Sandwich-Anordnungen, unabhängig vom verwendeten Material, so auch bei Verwendung von optischem Glas, die Verwendung von Zement mit dessen Nachteilen vermieden werden. Dies, allein, ist ein wesentlicher Vorteil, da mit dem Wegfall von Zement sich die Zahl der optischen Medien die aufeinander abgestimmt werden müssen, verringert und gleichzeitig die bei Verwendung von Zement auftretenden Änderungen der optischen Eigenschaften als Funktion von Temperatur, Feuchtigkreit, Strahlungseinwirkung und dergl. vermieden werden. Sandwich-Anordnungen mit optischem Kontakt nach der vorliegenden Erfindung stellen daher einen wesentlichen Fortschritt über zementierte Sandwich-Ausführungen dar.
• Es sollte nocht betont werden, dass die bemerkenswerten Ergebnisse, die mit Quarzglas in optischem Kontakt erzielt werden, nicht auf die überraschend niedrigen Reflexionswerte beschränkt sind. Es konnte gezeigt werden, dass die bevorzugte Sandwich-Richtkreuzanordnung mit in optischem Kontakt befindlichem Quarzglas, oder zur Zeit erhältlichem optischem Glas, wiederholbar uind verlässlich zu einer erstaunlich hohen Ünterdrückung der Reflexion führt. Darüberhinaus kann die Quarzglas-Ausführung die Bedingungen der MIL- Spezifikation erfüllen. Da keinerlei Zement benutzt wird, entfällt die Notwendigkeit, die einander widersprechenden Überlegungen, wie Stabilität, Index-Anpassung und dergl., die mit dessen Verwendung grundsätlich verbunden sind, zu berücksichtigen. Die Richtkreuz- Anordnung nach der Erfindung mit geschmolzenem Quarzglas in optischem Kontakt liefert damit die Basis für die Fertigung solcher Anordnungen mit einem ausserordentlich hohen Wert an Reflexions- Unterdrückung. Die nach zuvor bekannten technischen Verfahren hergestellten optischen Einrichtungen kommen weder and die hohen Werte der Reflexions-Unterdrückung heran, noch sind sie geeignet, wiederholbare Resultate zu liefern.
• Zusätzlich zu den bishergien Ausführugnen soll nochmals betont werden, dass Verbesserungen der optischen Glasmaterialien und im der Technik zum Herstellen des optische Kontakts es möglich machen sollten, entsprechend der vorliegenden Erfindung, mit optischen Glassorten hohe Reflexions-Unterdrückungswerte zu erzielen.
• Trotz Betonung der Eignung der nach der beschriebenen Erfindung hergestellten Geräte für militärische Zwecke soll festgehalten werden, dass die erfindungsgemässen Vorteile auch auf nicht militärischem Gebiet von Bedeutung sind.
• Die Erfindung in ihrer mehr allgemeinen Bedeutung ist nicht auf die besonderen Ausgestaltungsformen beschränkt, die hier beschrieben wurden, sondern umfasst auch abweichende Ausführungsformen im Rahmen der nachfolgenden Patentansprüche.

Claims (10)

1. Eine optische Richtkreuzanordnung (10) bestehend aus einem Träger aus optischem Glas (14) mit einem Richtkreuz und einer Abdeckplatte (12), wobei das optische Glas jedes feste Medium sein kann, das für elektromagnetische Strahlung innerhalb des UV- und IR-Bereiches des Spektrums durchlässig ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger aus optischem Glas mit einer flachen, polierten Richtkreuzoberfläche versehen ist, um fest auf der aus dem genannten optischen Glas bestehenden polierten Oberfläche der Abdeckplatte (12) zu haften, so daß der optische Glasträger und die Abdeckplatte durch optischen Kontakt miteinander verbunden werden ohne Anwendung irgendeiner anderen mechanischen Kraft.

2. Die optische Richtkreuzanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Glas eine Anordnung von Molekülen aufweist, die in ihrer Struktur praktisch identisch sind von einer Ebene zur nächsten innerhalb des Materials und zur parallel zum genannten optischen Träger (14) angeordneten Abdeckplatte (12).

3. Die optische Richtkreuzanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Reflexionsvermögen an der Berührungsebene zwischen Glasträger (14) und Abdeckplatte (12) nicht größer als etwa 0.05% ist.

4. Die optische Richtkreuzanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte optische Glas ausgewählt ist aus Germanium und Zinkselenid.

5. Die optische Richtkreuzanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Glas aus geschmolzenem Silika besteht.

6. Die optische Richtkreuzanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Reflexionsvermögen etwa 0.00008% beträgt.

7. Ein Verfahren zum Herstellen einer optischen Anordnung aus Glas (10) mit einem Richtkreuz, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte: Auswahl eines optischen Glases, das jedes feste Medium sein kann, das für elektromagnetische Strahlung innerhalb des UV- und IR-Bereiches des Spektrums durchlässig ist, und das eine relativ einfache Anordnung von Molekülen aufweist, die in ihrer Struktur praktisch identisch sind von einer Ebene zur nächsten; Herstellen eines optischen Trägers (14) aus dem genannten optischen Glas mit einem Richtkreuz und einer planen Oberfläche; Herstellen einer Abdeckplatte (12) aus dem genannten optischen Glas mit einer ebenfalls planen Oberfläche; und Herstellen des optischen Kontakts zwischen den Oberflächen von Richtkreuz und Abdeckplatte durch im wesentlichen parallele Anordnung beider Flächen, wodurch man eine optische Richtkreuzanordnung erhält, deren Reflexionsvermögen an der Beruuhrungsebene der im optischen Kontakt befindlichen Flächen praktisch gleich Null ist.

8. Das Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Glas geschmolzenes Silika ist.

9. Das Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Reflexionsvermögen etwa 0.0008% beträgt.

10. Das Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Glas außerdem Germanium oder Zinkselenid enthält.