(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポジ位相差を実現するための位相環において、
当該位相環が構造：
（第１の）サブストレート−Ａｇ−ｎH−接合剤乃至セメント−（第２の）サブストレート
を有し接合剤で固められた位相スライドする薄層系からなり、その際、銀層（Ａｇ）が直接第１サブストレート上に施与され、これに次に屈折率ｎHを有した層が続き、その際、両方のサブストレートの間の中間空間が接合剤乃至セメントで充填され、ｎH層と第２サブストレートの間も連続した接合剤乃至セメントマトリックスが存在したままである（図１ａ）ことを特徴とする位相環。
【請求項２】
ポジ位相差を実現するための位相環において、
当該位相環が構造：
サブストレート−Ａｇ−ｎH−空気
を有し接合剤で固められていない位相スライドする薄層系からなり、その際、銀層（Ａｇ）が直接サブストレート上に施与され、それに次に屈折率ｎHを有した層が続き、その際、Ａｇ層が堆積していないサブストレートのその表面範囲上に、同様に屈折率ｎHを有した層が施与され、その厚みはＡｇ層の厚みより厚く、位相環を形成する層列Ａｇ−ｎHよりも薄い（図２）ことを特徴とする位相環。
【請求項３】
ポジ位相差を実現するための位相環において、
当該位相環が構造：
（第１の）サブストレート−ｎ1−Ａｇ−ｎ2−接合剤乃至セメント−（第２の）サブストレート
を有し接合剤で固められた位相スライドする薄層系からなり、その際、ｎ1が位相スライドφを生じるその層の屈折率であり、ｎ2が銀層（Ａｇ）を保護するその層の屈折率であり、その際、両方のサブストレートの間の中間空間が接合剤乃至セメントで充填され、ｎ2層と第２サブストレートの間も連続した接合剤乃至セメントマトリックスが存在したままである（図３）ことを特徴とする位相環。
【請求項４】
上記１つ又は２つのサブストレートが透明媒体からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項にしたがう位相環。
【請求項５】
上記透明媒体が光学ガラス、プラスチック又は水晶であることを特徴とする請求項４にしたがう位相環。
【請求項６】
屈折率ｎH，ｎ1若しくはｎ2を有した層が誘電性材料からなることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項にしたがう位相環。
【請求項７】
上記誘電性材料がチタン・酸素・化合物であることを特徴とする請求項６にしたがう位相環。
【請求項８】
薄層系が追加的に反射低下するコーティングを備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項にしたがう位相環。
【請求項９】
それぞれ結果として生じる位相シフトが目的に適って調整可能であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項にしたがう位相環。
【請求項１０】
屈折率範囲：１．５６≦ｎKitt≦１．５９
で、追加的にｎKitt＞ｎ1が当てはまる接合剤乃至セメントを使用した際の結果として生じる位相シフトが、部分系Ａｇ−ｎ2によって定められた位相シフトと比較して層ｎ1の厚みｄ1が増すにつれて増大することを特徴とする請求項３にしたがう位相環。
【請求項１１】
屈折率範囲：１．５６≦ｎKitt≦１．５９
で、追加的にｎKitt＜ｎ1が当てはまる接合剤乃至セメントを使用した際の結果として生じる位相シフトが、部分系Ａｇ−ｎ2によって定められた位相シフトと比較して層ｎ1の厚みｄ1が増すにつれて減少することを特徴とする請求項３にしたがう位相環。
【発明の詳細な説明】
本発明は、ポジティブな位相差（位相コントラスト）の実現のための位相環に関するものである。顕微鏡による位相差法はZernike（位相差顕微鏡の発明者）以来、公知である。この方法の実行のために、所謂位相環が（例えば光学ガラスからなる）サブストレートベース上に一層又は多層の薄い層を蒸着することによって作られる。層厚の適当な選択によって、直接光（つまり蒸着された位相環を通って進むその光線）の位相が、回折した光（つまり位相環を突き進まない光線）の位相に対して例えばπ／２だけ遅れ、あるいはπ／２だけ進むことに成功する。後者の場合、所謂「ポジティブな」位相差が対象となっている。
本発明の課題は、広範囲に一定の位相シフト乃至ずれと不連続な透過推移を有したポジティブな位相差を実現する位相環を手に入れることである。課題のまた別の部分は、各々のポジティブな位相シフトを所定の位相角度間隔乃至区間の範囲内で具体的に調節することにある。
上記課題は本発明によれば請求項１若しくは請求項２若しくは請求項３の特徴構成によって解決される。更なる有利な態様は従属請求項で与えられる。本発明の詳細な説明のために次の図面が参照される。
図１ａは第１実施形態に係る接合剤で固められた位相環の概略図を示し；
図１ｂは図１ａでの描写の縮小平面図を示し；
図２は第２実施形態に係る接合剤で固められていない薄層系の場合での層構造の概略図を示し；
図３は第３実施形態に係る接合剤で固められた位相環の層構造の概略図を示し；
図４ａは図１ａに係る接合剤で固められた位相環の位相スライドのグラフを示し；
図４ｂは３５ｎｍのＡｇ層の厚みを有した接合剤で固められた位相環の波長λに依存した透過のグラフを示し；
図５ａは波長λに依存した接合剤で固められていない位相環の位相スライドのグラフを示し；
図５ｂは波長λに依存し、詳しく言うとつまり３４．５ｎｍのＡｇ層厚に対する接合剤で固められていない位相環の透過のグラフを示し；
図６ａは接合剤に対する波長λに依存した位相スライドのグラフを示し、その際ｎKitt＞ｎ1が有効である；
図６ｂは図６ａに係る薄層系に対する波長λの働きとして透過の推移のグラフを示し；
図７ａは接合剤に対し、ｎKitt＜ｎ1が有効な波長λの働きとして位相シフトのグラフを示し；
図７ｂは図７ａで既に言及された薄層系に関する波長λの働きとして透過Ｔの推移のグラフを示す。
図１ａに、本発明に係る接合剤乃至セメントで固められた位相環の層列が示される。サブストレート（例えばガラスプレート乃至ガラス製レンズ）上に銀（Ａｇ）からなるリングが蒸着され、この上に屈折率ｎHを有した誘電性の層が蒸着される。そのように得られた位相環の範囲内もこの位相環外のサブストレート全体にも、第２のサブストレートのために固体化合物を作り出す接合剤乃至セメントマトリックスがある。図１ａで下から位相環を担持するサブストレートに当たる直接光がこの位相環を通過し、その際、限定された位相スライド（位相シフト）を受け、回折した光がこのサブストレートを蒸着された位相環によってぶつからない他の範囲の全てで通過することが位相差法の原理に欠かせない。
図１ｂに、図１ａでの描写の俯瞰、詳しく言うとつまり縮小された形が示され、両方の範囲（直接光／回折光）が今一度明瞭とされた。
図２に接合剤で固められていない実施形態が示されている。平面図では図１ｂに似た絵が結果として生じる。サブストレート材料として光学ガラス又は他の透明な媒体（例えば水晶、プラスチック）が用いられる。層系について、真空で蒸着され銀と誘電性材料、例えばチタン・酸素・化合物とからなる層列が対象となる。加えて、層系が反射低下層を追加的に備えることも可能である。この構造をもたらすことは例えばＤＥ-ＰＳ  ２２６１７８０から公知である。具体的な位相シフトの測定のために所謂Menzelの三スリット（Menzel’scher Dreispalt）が用いられる。
図３に、接合剤で固められた薄層系の他の実施形態が示される。下方の（第１の）サブストレート上に先ず屈折率ｎ1を有した層が、次いで本来の銀層が、その後に屈折率ｎ2を有した層が位置を占めていることが認められる。平面図は再び（純図式的に）図１ｂの表示を生み出すこととなる。
図４ａにグラフで、接合剤で固められた位相環の位相スライドが波長λに依存して与えられる。４２５ｎｍと６００ｎｍの間の範囲で４つの測定値が５０°と５５°の間にあることが認められる。この例のために検出された透過値（銀層の厚みはこの場合ｄAg＝３５ｎｍである）が図４ｂに示されている。認識可能なように、４２５ｎｍのλでの透過値は３８％であり、６００ｎｍのλに対して１５％である。層列：
ガラス−ｎ1−Ａｇ−ｎ2−接合剤乃至セメント−ガラス
を有した薄層系が対象となる。銀層の厚みを介し先ず全体の系の透過が決定される。これに位相シフトが伴う。屈折率ｎ2を有する層は先ず第一に銀を護り；これは例えば酸化物（Ａｌ2Ｏ3）からなり、適当な厚み、例えば５ｎｍである。所望の位相スライドφの調整は重点的にｎ1層で行われる。これに次の関係が当てはまる：
φ／３６０°＝Δｓ／λ
その際、追加的に以下のことが当てはまる：
Δｓ＝（ｎKitt−ｎ1）・ｄ1
本発明によれば驚くべきことに接合剤が用いられる場合に
ｎKitt＞ｎ1
が当てはまり、要するに例えばｎ1＝１．３８に対し、ｎKitt＝１．５６〜１．５９を有する接合剤乃至セメントにおいては層ｎ1の厚みｄ1が増すにつれて結果として生じる位相シフトが大きくなることが判明した。
図５ａに、図２に係る接合剤で固められていない位相環においてのように位相スライドが波長λに依存して推移することがグラフで具体的に説明される。４２５ｎｍ〜６００ｎｍの間の波長範囲において４９°〜５５°の間の相シフトが認められる。対応するように図５ｂに銀層の厚みｄAg＝３４．５ｎｍに対し波長λの接合剤で固められていないこの位相環の透過が具体的に説明される。
図６ａはグラフで屈折率ｎKitt＞ｎ1を有した接合剤乃至セメントに対する波長λの機能乃至作用として位相シフトを示す。認識されるように、４３７ｎｍのλにおいて位相シフトは５９％であり、４８２ｎｍのλにおいて７１％、５４６ｎｍのλにおいて６４％、５８５ｎｍのλにおいて７２％である。対応するように図６ｂに透過Ｔの推移が波長λの機能乃至作用として示され、その際、４２５ｎｍのλ値において２８％の透過が、約６００ｎｍのλにおいて約１２％の透過Ｔが得られる。
図７ａに屈折率ｎKitt＜ｎ1を有した接合剤乃至セメントに対する波長λの機能乃至作用としての位相シフトが示される。４３７ｎｍのλにおいて３０°の位相シフトが結果として生じ、４８２ｎｍのλにおいて４０°の位相シフトが、５４６ｎｍのλにおいて４２％の位相シフトが、５８５ｎｍのλにおいて４６％の位相シフトが結果として生じる。対応するように図７ｂに透過Ｔの推移が波長λの機能乃至作用として示され、その際、４２５ｎｍのλにおいて４０％の透過が、６００ｎｍのλにおいて２０％の透過Ｔが結果として生じる。
本発明でようするに、約３５％のＴ（４２５ｎｍ）から１５〜２０％の間のＴ（６００ｎｍ）にかけて実現した透過推移において４２５ｎｍ〜６００ｎｍの間の波長範囲での５０°〜５５°の広範囲に一定の位相シフトを有するポジティブな位相差（位相コントラスト）を同時に実現することが可能である。これはまさに接合剤で固められていない配置構成のように接合剤で固められた系に当てはまる。更に本発明は４０°〜６０°の間に各ポジ位相シフトを調整乃至設定することを可能にする。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
0004199833.tif 000009
【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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