Korth Kristalle GmbH

Brechungsindex-Rechner

Was für uns selbstverständlich ist, versteht sich nicht immer von selbst ...

Glossar

A

Abscheidungssubstrate

sind zumeist einkristalline Scheiben, die als Unterlage für die Herstellung dünner Schichten oder Schichtsystemen durch Aufdampfen oder Epitaxie dienen. Die Scheiben (auch eng. Wafer) haben oft eine genau festgelegte kristallographische Orientierung und dadurch eine konkrete Gitterkonstante. Die Qualität der dünnen Schichten hängt oft von der Anpassung der eigenen Gitterkonstante an die der Substrate ab. Weitere Qualitätskriterien sind die Anzahl von Gitterfehlern (Versetzungen) und die Politur der Oberfläche. Oft werden auch sehr saubere Oberflächen durch Spaltung von Einkristallen im Vakuum erhalten.

ATR-Kristalle

verwendet man in der ATR-Spektroskopie (von engl. attenuated total reflection, dt. abgeschwächte Totalreflexion). Das ist eine infrarot-spektroskopische Methode für die Oberflächenuntersuchung von undurchsichtigen Stoffen wie z.B. Lackschichten oder Polymerfolien und auch flüssigen Proben wie z. B. Lösungsmittelmischungen. Das Verfahren wurde erstmals von Harrick 1960 und Fahrenfort 1961 vorgestellt. Dabei wird die Intensität des reflektierten Lichtes gemessen. Dies lässt Rückschlüsse über das absorbierende Medium zu. Kernstück dieser Methode ist ein Lichtwellenleiter, in dem Strahlung in Totalreflexion geführt wird, ein sogenanntes Reflexionselement (engl.: internal reflection element, IRE). Dieser Lichtwellenleiter ist für gewöhnlich ein spezieller ATR-Kristall, in dem Mehrfachreflexionen möglich sind.

B

Beschichtung

in der Optik dient zur Erzeugung von optischen Schichten, in der Regel mehrlagig, zum Einstellen der optischen Eigenschaften (Reflexion, Transmission, Absorption) einer Oberfläche. Ihre Funktion beruht auf dem Interferenzeffekt und/oder den intrinsischen Eigenschaften (Absorption) der Schichtmaterialien.

Bridgman-Stockbarger

ist ein Verfahren nach Percy Williams Bridgman und Donald C. Stockbarger zum Herstellen großer Einkristalle, wie Fluoride aber auch Silizium oder Galliumarsenid. Ein Schmelztiegel mit Rohstoffpulver wird in einen Ofen mit einem thermischen Gradienten eingeführt. Im Ofenbereich mit höheren Temperaturen wird der Rohstoff aufgeschmolzen. Bei der Überführung des Tiegels in den kühleren Bereich und Abkühlung unter die Schmelztemperatur beginnt die Kristallisation. Aus den gebildeten Keimen wachsen die am schnellsten, die entlang der Tiegelachse orientiert sind. Um diese „geometrische Auslese“ zu beschleunigen, verwendet man spezielle Züchtungstiegel, die eine Einengung im unteren Teil haben.

C

Cherenkovzähler

oder Cerenkov-Detektor (nach Pavel A. Cherenkov geb. 1904 in Voronez) Die Lichtgeschwindigkeit in Vakuum (c = 300 000 km/s) ist die größtmöglich erreichbare Geschwindigkeit. Die Lichtgeschwindigkeit in einem Medium, z.B. Glas, ist kleiner (v = c/Brechungsindex). Es kann passieren, dass sehr schnelle Teilchen ein Medium mit einer Geschwindigkeit passieren, die langsamer ist als die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum aber schneller als die Lichtgeschwindigkeit in dem Medium. Dieses Teilchen wird einen Lichtkegel emittieren. (Dieser Prozess ist ähnlich dem Überschallknall von Flugzeugen, deren Geschwindigkeit größer ist als die Schallgeschwindigkeit.) Dieser Lichtkegel hat eine charakteristische winklige Apertur, die direkt abhängig ist von der Partikelgeschwindigkeit und dem Brechungsindex des Mediums. Im Allgemeinen besteht der Cherenkov-Zähler aus dem Radiator (dem Medium, in dem das Licht erzeugt wird, z. B. Gase, NaF oder Aerogele), Optiken zur Lichtbündelung und –Weiterleitung und Photodetektoren. Mit Hilfe solcher Detektoren können in der Kern-, Hochenergie- und Astroteilchen- Physik geladene Teilchen unterschieden und ihre Energie bestimmt werden.

D

Doppelbrechend

Als Doppelbrechung (engl. birefringence) wird in der Optik die Eigenschaft von nichtkubischen (optisch anisotropen) Materialien bezeichnet, ein Lichtbündel in zwei senkrecht zueinander polarisierte Teilbündel aufzuspalten. Die Ursache dieses Effekts liegt in unterschiedlichen Brechzahlen (no und ne) in Abhängigkeit von der Ausbreitungsrichtung und Polarisation des Lichtes. Ein prominentes Beispiel für ein solches Material ist Calcit (Kalkspat, auch Doppelspat), an dem die Doppelbrechung 1669 von Erasmus Bartholin entdeckt wurde. Auch isotrope Materialien können durch äußere Einflüsse, wie mechanische Spannung (Deformations- oder Spannungsdoppelbrechung), elektrische Felder (elektrische Doppelbrechung, Kerr-Effekt) oder magnetische Felder (magnetische Doppelbrechung, Cotton-Mouton-Effekt, allgemein siehe Magnetooptik), doppelbrechend werden.

F

Fenster

sind optische Bauteile in Geräten oder Apparaten, die für Licht bestimmter Wellenlängenbereiche durchlässig sind. Sie können die unterschiedlichsten Geometrien und je nach Anwendungsbereich eine Vielzahl besonderer Spezifikationen (z.B. Parallelität, Oberflächengüte, Dimensionstoleranzen) haben.

Filter

selektiert die einfallende Strahlung nach bestimmten Kriterien, z.B. nach der Wellenlänge, dem Polarisationszustand oder (meist als Nebeneffekt) der Einfallsrichtung. Es gibt Verlaufsfilter (mit kontinuierlich veränderlicher Filterwirkung z.B. für einstellbare Abschwächungen), Kantenfilter (besitzt zwei mehr oder weniger scharf voneinander getrennte Spektralbereiche, in denen der Filter transmittiert bzw. absorbiert), Polarisationsfilter (aus anisotropen Folien oder auch aus in Reflexion arbeitenden dielektrischen Oberflächen), Interferenzfilter (basiert auf Interferenzeffekten in optischen Dünnschichten).

I

Ionenselektive Elektroden

sind Sensoren, die Konzentrationen von Ionen in wässrigen Lösung in einen Spannungspegel umwandeln, wobei sie eine hohe Selektivität für bestimmte Ionen aufweisen. Die Ionenselektivität wird in den meisten Fällen über eine Membran realisiert. Hierbei unterschiedet man zwischen den homogenen und den heterogenen Festkörpermembranen. Bei den homogenen Festkörpermembranen handelt es sich um Kristallscheiben (z.B. LaF3 zur Detektion von Fluorid-Ionen) oder um homogene Presslinge (z.B. AgCl zur Detektion von Chorid-Ionen oder Ag2S zur Detektion von Silber- oder Sulfid-Ionen). Neben den Festkörpermembranen gibt es auch flüssige Membranen (aus organischen Lösungsmitteln), Polymer-Gelmembranen und Glasmembranen.

IR-Bereich

Als Infrarotstrahlung (kurz IR-Strahlung) bezeichnet man elektromagnetische Wellen im Spektralbereich zwischen sichtbarem Licht und den längerwelligen Mikrowellen. Als Infrarot wird der Spektralbereich zwischen 780 nm und 1 mm bezeichnet, der auch die Terahertzstrahlung mit einschließt. Ebenso wie für das sichtbare Licht, besitzen Menschen einen Sensor für infrarote elektromagnetische Strahlung. Diese wird als Wärme empfunden. Allgemein üblich ist eine weitere Aufteilung des Spektralbereichs in  NIR (nahes Infrarot : 750-3000 nm), MIR (mittleres Infrarot: 3-50 µm) und FIR (fernes Infrarot:50-1000 µm inklusive dem Terahertzbereich von 100-1000 µm).

L

Linsen

sind optische Bauteile mit zwei lichtbrechenden Flächen, von denen mindestens eine Fläche konvex oder konkav gewölbt ist. Die wichtigste Eigenschaft einer Linse oder eines Linsensystems ist die optische Abbildung. Die wesentlichste Größe einer Linse ist die Brennweite, d.h. der Abstand von Brennpunkt bzw. Brennebene zur Linse. Bei den einfachsten Linsen sind die beiden optisch aktiven Flächen sphärisch. Das heißt, sie sind Oberflächenausschnitte einer Kugel. Daher kann man diesen Flächen Krümmungsradien zuordnen. Man unterscheidet Sammellinsen (zwei konvexe Flächen oder mit einer konvexen und einer ebenen Fläche; ein Bündel parallel zur optischen Achse verlaufender einfallender Lichtstrahlen wird idealerweise in einem Punkt, dem Fokus oder Brennpunkt, gesammelt) und Zerstreuungslinsen (mit zwei konkaven Flächen oder mit einer konkaven und einer ebenen Fläche; ein Bündel von einfallenden Parallelstrahlen läuft scheinbar von einem Punkt auf der Einfallseite des Lichts auseinander).

N

Nacken-Kyropoulos

ist ein Verfahren nach Richard Nacken und Spyro Kyropoulos zum Herstellen von Einkristallen, wie Salzhalogenide oder Saphir.

Bei dem Verfahren zum Ziehen von Kristallen aus der Schmelze wird ein gekühlter Stab in die Schmelze eingebracht, an dem der Kristall wachsen soll. Da sich zu Beginn ein polykristalliner Bereich an dem Stab absetzt, wird der Durchmesser des gewachsenen Materials während des Ziehens verringert. Heutzutage werden einkristalline Keime eingesetzt.

O

Oberflächenrauheit

Die Rauheit (oder veraltet und nicht mehr normgerecht Rauigkeit oder Rauhigkeit) ist ein Begriff aus der Oberflächenphysik, der die Unebenheit der Oberfläche bezeichnet. Zur quantitativen Charakterisierung der Rauheit gibt es unterschiedliche Berechnungsverfahren, die jeweils auf verschiedene Eigenheiten der Oberfläche Rücksicht nehmen. Die Oberflächenrauheit kann unter anderem durch Polieren, Schleifen, Läppen, Ätzen, oder Bedampfen beeinflusst werden. Es werden grundsätzlich drei Rauheitsangaben verwendet, die in der Einheit μm angegeben werden: die mittlere Rauheit, dargestellt durch das Symbol Ra (gibt den mittleren Abstand eines Messpunktes -auf der Oberfläche- zur Mittellinie an), die sogenannte quadratische Rauheit (englisch rms-roughness = root-mean-squared roughness: Wurzel des Mittelquadrates, wird aus dem Mittel der Abweichungsquadrate berechnet und entspricht dem „quadratischen Mittel“) und die so genannte gemittelte Rautiefe (auch Zehnpunkthöhe), dargestellt durch das Symbol Rmax, (siehe z.B. DIN ISO 4287).

Objektive

sind sammelnde optische Systeme, die eine reelle optische Abbildung eines Gegenstandes (Objektes) erzeugen. Es ist die wichtigste Komponente abbildender optischer Geräte, zum Beispiel von Kameras, Ferngläsern, Mikroskopen, Projektoren oder astronomischen Teleskopen.

Orientierung

Unter Kristallorientierung versteht man die Angabe, wie eine seiner Oberflächen bezüglich seiner inneren Struktur orientiert ist, ob also seine Außenfläche parallel zu einer der (beispielsweise) Würfelflächen seiner Elementarzelle liegt oder sogar der ganze Kristall als solcher so orientiert ist. Die Angabe wird üblicherweise mit Millerschen Indizes ausgedrückt, man spricht beispielsweise von (111)- oder (110)-Ebenen (und Ausrichtungen parallel oder senkrecht dazu). Die Angabe einer Orientierung ist nur für einen Einkristall sinnvoll. Es muss sich also nicht nur um einen Festkörper, sondern auch noch um einen durchgehend einheitlich orientierten Körper handeln. Anwendungen finden orientierte Bauteile aus Kristallen zum Beispiel bei Schwingquartzen, in der Halbleitertechnik und in der Grundlagenphysik. Oberflächen mit speziellen Orientierungen kann man entweder durch Spalten bestimmter Kristalle (siehe Materialeigenschaften) oder gerichtetem Zuschneiden erhalten.

P

Prismen

sind optische Hilfsmittel für die Reflexion oder die Spektralfarbenzerlegung von Licht. Die dabei wirkenden Prinzipien sind die der Totalreflexion und die wellenlängenabhängige Brechung von Licht. Vorwiegend hat es die spezielle Form des geometrischen Körpers Prisma, nämlich ein gerades Prisma mit einem Dreieck als Grundfläche. Es gibt jedoch für besondere Umlenkungsanforderungen auch Prismen mit anderen Formen (z.B. Pentaprisma).

R

Röntgen-Monochromatoren

Elektromagnetische Strahlung ist ohne Behandlung – bedingt durch ihre Genese – polychromatisch, also aus verschiedenen Wellenlängen zusammengesetzt (poly = viel). Bei der Verwendung eines Monochromators (griech.: mono = ein + chroma = Farbe) wird der unerwünschte Anteil der Strahlung absorbiert oder abgelenkt und eine bestimmte gewünschte Wellenlänge eleketromagnetischer Strahlung isoliert. Röntgen-Monochromatoren sind geeignete Einkristalle (oft gebogen zur Präkollimation und Fokussierung), bei denen in einem geeigneten Winkel die Strahlung nach der Bragg-Bedingung reflektiert wird. Da die Röntgenstrahlen in den Kristall eindringen, wird die Strahlung nicht nur an der Kristalloberfläche reflektiert, sondern an sehr vielen Gitterebenen des Kristallgitters. Ein Strahl, der an der äußersten Gitterebene reflektiert wird, legt eine kürzere Strecke zurück als ein Strahl, der von einer Ebene innerhalb des Kristalls reflektiert wird. Diese Streckendifferenz wird Gangunterschied genannt. Durch diesen Gangunterschied kommt es zu einer Interferenz der Strahlen. Durch die hohe Anzahl an verschiedenen Gangunterschieden sowie durch die hohe Anzahl an reflektierenden Gitterebenen erfahren beinahe alle Wellenlängen eine destruktive Interferenz. Nur diejenige Wellenlänge, die in dem gegebenen Winkel die Bragg-Bedingung erfüllt, interferiert konstruktiv.

S

Spannungsdoppelbrechung

ist eine Doppelbrechung, die bei optisch isotropen Stoffen infolge elastischer Beanspruchung z.B. einseitiger Druck oder produktionsbedingt z.B. im Herstellungsprozess entstehen kann. Darüber hinaus haben Spannungen Einfluss auf die optischen Eigenschaften, was in vielen Anwendungen (z.B. Linsen für Polarisationsoptiken) unerwünscht ist. Die Kenntnis und Quantifizierung von Restspannungen ist daher eine Voraussetzung zur Steuerung der entscheidenden Kristallzuchtparameter und damit ein wesentlicher Faktor für die Optimierung der Qualität.

Spektroskopie

ist ein Sammelbegriff von Methoden, die das Energiespektrum einer Probe untersuchen, indem Strahlung nach ihrer Energie zerlegt wird. Zur visuellen Betrachtung optischer Spektren dienten Spektroskope, aufzeichnende Geräte heißen Spektrometer. Letztere arbeiten auch in anderen Bereichen des elektromagnetischen Spektrums sowie mit Teilchen wie Elektronen oder Ionen. Dabei kann die Anregung der Probe mit einer Strahlungsart erfolgen und dann eine andere Ausstrahlung der Probe untersucht werden.

Die Untersuchung der Lichtemission bzw. -absorption von Molekülen und Atomen mit Hilfe von Gitter- und Prismenspektrometern sind die ältesten spektroskopischen Verfahren. Sie werden daher auch als klassische Spektroskopie bezeichnet. Bei der Molekülspektroskopie wird die Wechselwirkung von Molekülen mit elektromagnetischen Feldern untersucht. Dies ermöglicht sowohl die Charakterisierung molekularer Eigenschaften wie Bindungslängen und -stärken, als auch die Identifizierung der atomaren Bestandteile. Die beobachteten Molekülspektren unterscheiden sich von den Atomspektren durch sehr viel mehr, meist überlappende Linien („Banden“). Ursache dafür ist, dass die Moleküle nicht nur durch Elektronenübergänge, sondern auch bei Schwingungen der Atome gegeneinander und Rotationen des Moleküls um eine seiner Achsen Energie absorbieren bzw. emittieren können.

Strahlteiler

sind optische Bauteile, die einen einzelnen Lichtstrahl in zwei Teilstrahlen oder unterschiedliche Wellenlängen trennen, wobei ein bestimmter Teil reflektiert, ein anderer Teil transmittiert wird. Dies kann erreicht werden durch geeignete Beschichtungen (halbdurchlässiger Spiegel, dichroitischer Strahlteiler, Polka-Dot-Strukturen), oder durch die Anwendung der verhinderten Totalreflexion (Strahlteilerwürfel). Es gibt polarisierende Strahlteiler (Polwürfel), die unterschiedlich polarisiertes Licht entweder transmittieren bzw. reflektieren.

Szintillationsdetektoren

sind auf der Szintillation basierende Messgeräte zur Bestimmung der Energie und der Intensität von ionisierender Strahlung. Die Szintillationsmessung ist eine der ältesten Messmethoden zum Nachweis von radioaktiver oder Röntgen-Strahlung. Im Kopf des Messgerätes befindet sich ein gegen äußeren Lichteinfall (und Feuchtigkeit; z.B. bei Verwendung von sehr hygroskopischem Natriumiodid) geschützter Szintillator, in dem durch die ionisierende Strahlung ein Lichtblitz ausgelöst wird. Dieser sehr schwache Lichtblitz setzt aus der Photokathode des dahinter angebrachten Photomultipliers Elektronen frei (Photoeffekt), deren Anzahl durch einen Stromimpuls messbar ist. Einsatzgebiete finden sich in der Nuklearmedizin (Positronen-Emissions-Tomographie: PET), Teilchenphysik, in Elektronenmikroskopen oder in Röntgenscannern in Sicherheitssystemen

T

Transmissionsspektroskopie

Eine der am häufigsten eingesetzten Methoden in der Spektroskopie ist die Messung des Transmissionsgrades oder des Transmissionsspektrums einer Probe. Dazu wird eine Probe mit Licht bestimmter Wellenlängen durchstrahlt und der Anteil der Messstrahlung gemessen, der die Probe durchdrungen hat. Es kommt zu charakterischen Wechselwirkungen zwischen Licht und Probe und man erhält u.a. Informationen über Konzentration, Schichtdicke, Bindungszustände oder bestimmte Molekülgruppen.

U

UHV-Viewports

sind optische Fenster, eingebaut in Flanschen (KF-oder CF-Flansch), die in UHV (Ultrahochvakuum)-Systemen integrierbar sind. Diese Bauteile sind spezifiziert bezüglich ihrer Leckrate und den Transmissionseigenschaften des Fensters und der maximalen Temperatur zum Ausheizen, um Beläge an der Innenseite des Fenster zu entfernen, ohne die Vakuumkammer öffnen zu müssen.

UV-Bereich

Ultraviolette oder UV-Strahlung, auch ultraviolettes Licht oder UV-Licht ist für den Menschen nicht sichtbar. Die Bezeichnung ultraviolett (etwa „jenseits von Violett“) rührt dabei daher, dass das UV-Spektrum, das denn Wellenlängenbereich von 15 nm-400 nm umfasst,  mit etwas kürzeren Wellenlängen als jenen beginnt, die der Mensch gerade noch als Farbe Blauviolett wahrzunehmen vermag.

V

VIS-Bereich

Das menschliche Auge nimmt Licht nur in einem Wellenlängenbereich von etwa 400 nm (violett)-800 nm (rot) wahr, der auch sichtbarer Wellenlängenbereich (VIS = visible) genannt wird.

VUV-Bereich

Hochenergetische Ultraviolettstrahlung nennt man Vakuum-UV (VUV), da ihre Reichweite unter normalen Umgebungsbedingungen so gering ist, dass entsprechende Experimente im Vakuum durchgeführt werden müssen. Der VUV-Wellenlängen- und Energiebereich ist nicht scharf gegenüber kurzwelliger UV-Strahlung und weicher Röntgenstrahlung abgegrenzt. In der klassischen Optik liegt der VUV-Bereich bei Wellenlängen zwischen 100 und 200nm.

W

Wellenfrontverzerrung

Betrachtet man die Front eines Lichtstrahls, die entweder durch ein inhomogenes Medium mit dem Brechungsindex n (wegen Dichteschwankungen im Material) oder durch ein Medium ungleichmäßiger Dicke hindurchtritt, dann werden einzelne Bereiche der Wellenfront proportional zur optischen Weglänge zurückgehalten und dadurch entsprechend verzerrt, was zur Verschlechterung bestimmter optischer Abbildungen führt. Sie kann gemessen werden durch die Analyse von Interferenzmustern in einem Zweiarm-Interferometer, bei dem sich das zu testende Medium in einem Arm und eine bekannte Referenzprobe im anderen Arm befinden.

Wellenlänge

Der Bereich der elektromagnetischen Wellen erstreckt sich über ein weites Spektrum, mit Wellenlängen von einigen Billionstel Metern Länge, bis hin zu Wellen, die einige 1000 Meter lang sind (bildlich entspricht die Wellenlänge dem Abstand zweier benachbarter Wellenberge oder Wellentäler). Diese Wellen oder Energieabstrahlungen entstehen durch die Bewegung atomarer Teilchen und deren elektrischer Ladung, wobei elektrische Ladungen immer auch magnetische Eigenschaften hervorrufen.

Elektromagnetische Wellen breiten sich im Vakuum mit Lichtgeschwindigkeit, 300.000.000 m/s, aus. Der Zusammenhang zwischen ihrer Frequenz und ihrer Wellenlänge ergibt sich aus der Formel :

Wellenlänge =Lichtsgeschwindigkeit / Frequenz

Z

Zentrierfehler

Der Zentrierfehler ist ein Maß für die Abweichung der optischen Achse einer Linse zu ihrer Formachse. Häufig wird als Bezugsachse einer Linse die Achse des Randzylinders angenommen, weil die sogenannte „Optische Achse“ nur als virtuelle Größe vorliegt. Liegen die Krümmungsmittelpunkte der Linsenflächen auf der Bezugsachse, so ist die Linse zentriert. Der zulässige Zentrierfehler wird in Winkelminuten angegeben. Siehe DIN ISO 10110-6.

Material

Informationen zu unseren Materialien können Sie unten direkt abrufen oder über die Transmissionskurve auswählen. Hier können Sie gezielt nach dem richtigen Material für Ihren Wellenbereich suchen. Bitte klicken Sie dafür auf den Button links.

An diesem Zeichen erkennen Sie Materialien aus hauseigener Züchtung.