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POLARISATIONSPRISWIA Die Erfindung betrifft ein Polarisationsprisma.
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Es sind im wesentlichen vier Techniken zur Polarisation von natürlichem
Licht bekannt. Bei diesen Techniken werden entweder Brewster-Platten, Prismenpaare
aus doppelbrechendem Material mit oder ohne Zwischenschicht, dichroitische Materialien
und Drahtgitter oder leitende Raster verwendet.
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Polarisatoren mit Brewster-Platten erfordern einen Stapel von feingeschliffenen,
transparenten Platten, die im Komplementwinkel des Brewster-Winkels zur Ausbreitungsrichtung
des einfallenden Lichtes abgeschrägt sind. Polarisatoren dieser Art können für die
Verwendung im Übertragungsbetrieb, im Reflexionsbetrieb oder für beide Betriebsarten
aufgebaut sein. Im Übertragungsbetrieb wird Licht der unerwünschten Polarisationsebene
aus dem Strahl durch bevorzugte Reflexion an den abgeschrägten Oberflächen entfernt,
während das Licht der gewünschten Polarisationsebene übertragen wird. Im Reflexionsbetrieb
ist der reflektierte Lichtstrahl das gewünschte Ausgangssignal, während das übertragene
Licht als unerwünscht angesehen und durch Absorption unterdrückt wird. Diese Art
von Polarisator kann auch als strahl spaltender Polarisator verwendet werden, wobei
das reflektierte Licht vorher in einer Polarisationsebene schwingt und das übertragene
Licht vorherrschend in den anderen Polarisationsebene schwingt. Jede Betriebsart
eines derartigen Polarisators bringt Schwierigkeiten mit sich, die alle von der
Tatsache herrühren, daß nur bei solchem Licht, welches auf eine Oberfläche genau
im Brewster-Winkel auftrifft, der reflektierte Strahl vollständig in einer
Polarisationsebene
liegt. Selbst in diesem Fall werden nur 20 bis 30t des Lichtes dieser einen Polarisationsebene
reflektiert, während das restliche Licht übertragen wird. Im Übertragungsbetrieb
sind 70 bis 80t des übertragenen Lichtes der vorgenannten Polarisationsebene unerwünscht,
und es müssen typischerweise viele Reflektionskörper in Kaskade geschaltet werden,
um eine Anordnung mit einer hohen Unterdrückung von Licht der unerwünschten Polarisationsebene
zu erhalten. Dieses Erfordernis nach mehreren Reflektionskörpern erhöht die Größe
und die Kosten eines solchen Polarisators und erzeugt zusätzliche Probleme im ultravioletten
Teil des Spektrums, wo einige Materialien überhaupt keine Absorption aufweisen,
und es ist eine kostspielige Oberflächenbehandlung erforderlich, um einen Lichtverlust
zu vermeiden, und die Depolarisation aufgrund der Streuung ist noch gravierender
als bei längeren Wellenlängen. Im Reflexionsbetrieb schränkt die unvollständige
Polarisation bei anderen Einfallswinkeln als dem Brewster-Winkel den nutzbaren Uffnungswinkel
einer derartigen Anordnung. Da nur 30 bis 405 des Lichtes der gewünschten Polarisationsebene
durch eine einzige Fläche reflektiert werden, ist die Lichtmenge des derartigen
Polarisators relativ niedrig, falls nicht mehrere Reflektionskörper in Reihe geschaltet
werden, beispielsweise beim Übertragungsbetrieb. Zusätzlich zu den durch eine Vielfalt
von Reflektionsflächen erzeugten Schwierigkeiten im Übertragungsbetrieb ergibt sich
die weitere Schwierigkeit, daß die Zwischenräume zwischen den Reflektionsflächen,
d.h.
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die Stärke der Platten und die dazwischenliegenden Räume sehr klein
sein müssen, damit der Ausgangsstrahl nicht verzerrt wird.
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Bei der zweiten Polarisationstechnik wird doppelbrechendes Material
in einem von verschiedenen Prismentypen verwendet. Bei einem Prismentyp polarisiert
das Polarisationsprisma das einfallende Licht durch innere Totalreflexion
einer
der beiden Komponenten des elektrischen Feldes an einer Innenfläche, die bezüglich
des einfallenden Lichtes innerhalb eines kritischen Winkelbereichs geneigt ist.
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Bei einem zweiten Typ wird ein Polarisationsprisma verwendet, bei
dem die beiden Komponenten des elektrischen Feldes des einfallenden Lichtes räumlich
voneinander am Ausgang des Polarisationsprismas getrennt werden.
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Es sind verschiedene Techniken zumAufbau von Polarisationsprismen
bekannt, bei denen die erstgenannten doppelbrechenden Prismen verwendet werden.
Bei einer derartigen Technik werden ein oder mehrere Kristalle aus Kalkspat geschnitten,
um ein Nicol-Prisma oder ein Glan-Thompson-Prisma zu bilden. Die sich ergebenden
Prismenteile werden dann in verschiedener Weise miteinander durch Canada-Balsam,
Öl oder einen anderen Kitt mit dem geeigneten Brechungsindex verklebt. Auch kann
bei einem derartigen Kalkspatpolarisator eine Schicht aus Kalkspat zwischen zwei
Glasprismen gekittet werden. Kalkspatpolarisatoren sind für große Wellenlängenbereiche
nicht wünschenswert, weil Kalkspat brüchig, im allgemeinen schwierig zu polieren
und sehr teuer ist und nicht ohne weiteres ultraviolettes Licht im Wellenlängenbereich
von 2000 A überträgt. Im übrigen neigen die beim Aufbau von solchen Polarisatoren
verwendeten Kitte dazu, sich mit der Zeit zu entfärben und auszutrocknen und das
ultraviolette Licht nicht zu übertragen.
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Bei anderen Techniken zum Erzeugen der ersten Art von doppelbrechenden
Polarisationsprismen wird ein doppelbrechender Kristall zwischen zwei Prismenflächen
gezüchtet, die doppelbrechenden Prismen werden durch Flüssigkeiten mit einem ausgewählten
Brechungsindex ersetzt, und die aneinanderliegenden Oberflächen der Prismen und
eine zentrale Schicht eines doppelbrechenden Materiales werden geschliffen und poliert,
so daß die Oberflächen mit einer Genauigkeit von 1/10 der kürzesten polarisierten
Wellenlänge
zueinander ausgerichtet sind, wobei kein Kit zum Zusammenfügen
dieser Polarisationsprismen erforderlich ist. Diese Technik des Züchtens von doppelbrechendem
Kristall zwischen den beiden Prismen ergibt Probleme bezüglich der Erhaltung der
richtigen Orientierung der kristallinen Achse während des Wachstums des Kristalles
und bezüglich der Minimierung der verbleibenden Restspannung im Kristall nach der
Abkühlung. Als Ergebnis der verbleibenden Restspannung wird der polarisierte Anteil
des einfallenden Lichtes verringert und dadurch die optische Oualität des Polarisationsprismas
herabgesetzt. Typische Probleme bei flüssigen Prismen sind das Erfordernis nach
Führungseinrichtungen für die Flüssigkeit, die Schwankung des Brechungsindexes der
Flüssigkeit in Folge von Verdampfung und anderen charakteristischen Änderungen und
die mangelnde Durchlässigkeit des ultravioletten Lichtes durch diese Flüssigkeiten.
Während die Technik des präzisen Schleifens und Polierens der anliegenden Oberflächen
der Materialien für sichtbares Licht viele Probleme der Kittechniken löst, gilt
dieses nicht für ultraviolettes Licht. Die Wellenlänge des ultravioletten Lichtes
liegt in der Größenordnung von ein Halb bis ein Viertel derjenigen des sichtbaren
Lichtes, und damit würde die Technik des genauen Schleifens und Polierens der anliegenden
Prismenoberflächen es erforderlich machen, daß diese Oberflächen mit einer Toleranz
geschliffen und poliert werden, die gleich ein Halb bis ein Viertel der erforderlichen
Toleranz für sichtbares Licht ist. Abgesehen von den erheblichen Kosten sind solche
Toleranzen bei relativ weichen Prismenmaterialien kaum zu realisieren.
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Die zweite Art von doppelbrechenden Polarisationsprismen sind die
Wollaston- und Rochon-Polarisation. Diese Polarisatoren erzeugen zwei polarisierte,
orthogonale Lichtstrahlen mit einer winkelmäßigen Trennung an der gleichen Ausgangsfläche
des Polarisationsprismas. Es muß daher eine
mechanische Blende verwendet
werden, um einen der beiden Strahlen auszublenden. Zusätzlich dispergiert ein Wollaston-Polarisator
das Licht der beiden Polarisationsebenen.
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Ein Rochon-Polarisator ergibt nur die Hälfte der winkelmäßigen Trennung
der polarisierten Lichtstrahlen eines Wollaston-Polarisators. Außerdem ergeben sich
bei diesen Arten von Polarisatoren die gleichen Materialbegrenzungen wie bei Prismen
gemäß Glan-Thompson und Nicol.
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Bei der dritten Polarisationstechnik wird typischerweise eine dünne
Schicht aus kleinen nadelförmigen dichroitischen Kristallen aus Herapathit in paralleler
Orientierung in einer plastischen Matrix eingebettet und zum Schutz zwischen zwei
transparenten Platten eingeschlossen.
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Bei dieser Technik ergibt sich eine relativ unvollständige Polarisation
in schmalen Wellenlängenbereichen und mit hohen Übertragungsverlusten. Bei der vierten
Polarisationstechnik wird ein leitfähigeres Gitter oder Drahtgitter verwendet, wobei
der Abstand zwischen den leitfähigen Elementen kleiner als die Wellenlänge der Strahlkomponente
mit der niedrigsten Wellenlänge ist. (Vergleiche US-PS 3 536 373 und G. R. Bird
und M. Parrish Jr. "The Wire Grid as a Near-Infrared Polarizer", Journal of the
Optical Society of America, Band 50, Nr. 9, Seiten 886 -891 vom September 1960.
Drahtgitterpolarisatoren sind im Infrarotbereich erfolgreich verwendet worden, aber
bei höheren Frequenzen sind sie durch die Feinheit der erforderlichen Drähte und
deren Abstand beschränkt, wobei sich nach dem Stand der Technik technologische Schwierigkeiten
ergeben.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Polarisationsprisma
zu schaffen, welches eine wirksame, verzerrungsfreie Polarisation erreicht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die kennzeichnenden
Merkmale
des Anspruchs 1.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Polarisationsprisma
mit einem Paar von Prismenkörpern vorgesehen, welches ein erstes doppelbrechendes
oder biaxiales Material, eine Zwischenschicht aus einem zweiten doppelbrechenden
oder biaxialen Material zwischen dem Paar von Prismenkörpern und eine Flüssigkeit
oder ein anderes den Brechungsindex abstimmendes Medium zwischen den Prismenkörpern
und der Zwischenschicht aufweist, um eine optische Kopplung zwischen diesen drei
Prismenelementen zu erreichen.
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Die Prismenmaterialien sind derart ausgewählt, daß sie in wenigstens
einem ausgewählten Teil des Spektrums von infrarotem, sichtbaren und ultraviolettem
Licht transparent sind, wo eine Polarisation erwünscht ist. Um einen größeren Öffnungswinkel
zu erreichen, durch welchen die Polarisation des einfallenden Lichtes vollständig
erfolgt, werden die beiden doppelbrechenden oder die biaxialen Materialien derart
ausgewählt, daß sich ein großer Unterschied bezüglich der Brechungsindizes für orthogonal
einfallende Strahlung ergibt und daß die Kurven mit dem größten und kleinsten Brechungsindex
der ersten bzw. zweiten doppelbrechenden Materialien im wesentlichen im gewünschten
Spektralbereich abgestimmt sind.
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Diese Abstimmung der Brechungsindizes wird erreicht, indem die Materialien
derart geschnitten werden,daß ihre optischen Achsen so ausgerichtet werden, iß eine
gewünschte Komponente des elektrischen Feldes des einfallenden Lichtes durch das
Prisma übertragen wird, ohne daß sich eine wesentliche Änderung des Brechungsindexes
ergibt, während bei einer zweiten orthogonalen Komponente des elektrischen Feldes
eine breite Streuung des Brechungsindexes und damit eine totale innere Reflexion
auftritt. Durch Abstimmung des Brechungsindexes des dafür vorgesehenen Mediums auf
die
abgestimmten Indizes der ersten und zweiten doppelbrechenden
Materialien, werden der Offnungswinkel und die hohe Durchlässigkeit des Lichtes
der gewünschten Polarisationsebene in dem Prisma erhalten.
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Um den Polarisationsgrad zu erhöhen, während der Öffnungswinkel erhalten
bleibt und sich nur ein kleiner Transmissionsverlust in dem Prisma ergibt, kann
die einzelne Zwischenschicht durch mehrere Zwischenschichten ersetzt werden, wobei
sich das bezüglich des Brechungsindexes abgestimmte Medium zwischen jeder Schicht
befindet. Diese Vielzahl von Zwischenschichten ist mit abwechselnden Schichten von
ersten und zweiten doppelbrechenden biaxialen Materialien aufgebaut, und die beiden
äußeren Schichten bestehen aus dem zweiten doppelbrechenden Material.
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Bei einer Form der Erfindung wird Ammonium-Diwasserstoff-Phosphat
für die Prismenkörper, Kaliumpentaborat für die Zwischenschicht und Dekahydronaphthalen
für das den Brechungsindex abstimmende Medium verwendet. Die optische Achse der
Prismenkörper und die Zwischenschicht sind derart-ausgerichtet, daß die zu übertragende
Komponente des elektrischen Feldes als besonderer Strahl in das Ammonium-Diwasserstoff-Phosphat
eintritt. Diese Anordnung und die Abstimmung der Brechungsindizes ergeben ein Polarisationsprisma
mit einem Öffnungswinkel von im wesentlichen 140 und eine gute Übertragung des infraroten,
sichtbaren und ultravioletten Lichtes, welches relativ wenig im Prisma gebeugt wird.
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Gemäß einer zweiten Ausführungsform werden kristalline Prismenkörper
aus Quarz, eine Zwischenschicht aus Kaliumpentaborat und ein im Brechungsindex abstimmendes
Medium aus Dekahydronaphthalen verwendet. Die Orientierung der optischen Achsen
der Prismenkörper und der Zwischenschicht
sind derart, daß elektrische
Feldkomponente des einfallenden zu übertragenden Lichtes durch das Prisma in den
ersten Quarz-Prismenkörper als gewöhnlicher Strahl eintritt. Diese Anordnung und
die Abstimmung des Brechungsindexes ergeben ein Polarisationsprisma mit einem Öffnungswinkel
von ca. 7,50, ein gutes Übertragungsverhalten für infrarotes, sichtbares und ultraviolettes
Licht und eine polarisierte Ausgangslichtwelle, die nicht wesentlich gestreut oder
bezüglich des Winkels versetzt ist.
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Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand
der Zeichnung erläutert; es stellen dar: Figur 1 eine Seitenansicht eines Polarisationsprismas
gemäß der Erfindung; Figur 2 eine Stirnansicht eines Polarisationsprismas gemäß
der Erfindung; Figur 3 ein Diagramm, anhand dessen die Abstimmung der Brechungsindizes
der Prismenkörper, der Zwischenschicht und des den Brechungsindex abstimmenden Mediums
erläutert werden; Figur 4 eine Seitenansicht einer allgemeineren Form der Polarisationsprismas
gemäß der Erfindung.
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Gemäß Figur 1 und 2 enthält ein Polarisationsprisma 10 Prismenkörper
12 und 14, eine Zwischenschicht 16, die zwischen und neben den Prismenkörpern 12
und 14 angeordnet ist und ein den Brechungsindex abstimmendes Medium 18, ispielsweise
eine Flüssigkeit, um eine optische Kopplung zwischen der Zwischenschicht 16 und
den Prismenkörpern 12 und 14 zu ergeben. Das Medium 18 ergibt auch einen genau abgestimmten
Übergang des Brechungsindexes zwischen jedem der Prismenkörper 12 und 14 und der
Zwischenschicht 16 für die durch den Polarisator zu übertragende Komponente des
elektrischen Feldes des einfallenden Lichtes.
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Die Prismenkörper 12 und 14 sind hergestellt aus einem ersten Typ
eines relativ spannungsfreien doppelbrechenden
oder biaxialen Materiales,
und die Zwischenschicht 16 besteht aus einem zweiten Typ eines relativ spannungsfreien
doppelbrechenden oder biaxialem Materiales. Beide Typen von doppelbrechenden oder
hiaxialen Materialien sind bezüglich der Transparenz und Doppelbrechung, d.h. des
Unterschiedes der Brechungsindizes in orthogonalen Richtungen, in dem Spektralbereich
ausgesucht, in welchem der Polarisator verwendet werden soll. Die Materialien sind
relativ spannungsfrei, um eine Beeinträchtigung des Polarisationsverhaltens infolge
von inneren Spannungen zu vermeiden. Außerdem sind die beiden doppelbrechenden Materialien
so ausgewählt, daß der Öffnungswinkel für ein hohes Trennverhältnis der beiden Polarisationsebenen
des einfallenden natürlichen Lichtes maximal wird.
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In Figur 1 ist schematisch angedeutet, daß eine Lichtwelle parallel
zur X-Achse auf das Polarisationsprisma auftritt, und in Teilwellen 24 und 26 aufgespalten
wird. Eine der beiden Komponentenwellen 24 bzw. 26 wird durch das Polarisationsprisma
10 längs der X-Achse übertragen, während die andere Komponentenwelle an der ersten
Fläche der Zwischenschicht 16 auf der Innenseite total reflektiert wird.
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Wenn die Prismenkörper 12 und 14 aus einem doppelbrechenden Material
mit Brechungsindizes ne und n0 aufgebaut sind, besteht die Zwischenschicht 16 aus
einem doppelbrechenden Material mit Brechungsindizes n g und nh und das Medium 18
hat einen Brechungsindex n , wobei die optischen Achsen der Prismenkörper 12 und
14 und die Zwischenschicht 16 derart orientiert sind, daß die eine Komponentenwelle
24 bzw. 26 auf Material mit dem Brechungsindex n0 - n -m n g - nm - n0 und die andere
Komponentenwelle auf Material mit dem Brechungsindex n - n - n - n - n auftritt.
Die m m n m e erste Komponentenwelle wird durch den Polarisator mit einer sehr geringen
Abweichung übertragen, und die zweite Komponentenwelle
wird entweder
an der ersten Grenzfläche total zu dem Medium 18 oder der Zwischenschicht 16 reflektiert,
falls das einfallende Licht auf diese Grenzflächen innerhalb des Öffnungswinkels
des Polarisators auftrifft.
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Der Öffnungswinkel, bei dem eine totale Innenreflexion einer der beiden
Komponentenwellen 24 oder 26 auftritt, kann maximal gemacht werden, indem die beiden
Materialien derart ausgewählt werden, daß die Differenz zwischen ne und nh maximal
ist, während die Differenz zwischen n0 und n minimal ist. Wenn die Differenz zwischen
n und n sehr g klein im Verhältnis zu der Differenz zwischen ne und nh ist, nähert
sich die Änderung der Brechungsindizes der innen reflektierten Lichtwellen der Summe
der Differenzen der Brechungsindizes von jedem der Materialien, d.h.
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(ne - nh # (ne - no) + (ng - nh )), was als Addition der Doppelbrechung
beschrieben werden kann. Der Öffnungswinkel des Polarisators 10 wird maximal, wenn
der Betrag sie 1 n3 - sie 1 n4 maximal ist, wobei n3 der kleinere n4 n0 Wert von
nh oder n und n der kleinere Wert von n oder m 4 g n ist.
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m Während in Figur 3 der Wert für n optimal ist, kann nm m etwas
größer als n0 sein, ohne daß sich der Öffnungswinkel verringert, oder n kann etwas
kleiner als n sein, wobei g sich der Öffnungswinkel des Polarisators 10 nur geringfügig
verkleinert.
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Das Polarisationsprisma 110 gemäß Figur 4 enthält die Prismenkörper
12 und 14 des ersten doppelbrechenden Materiales, mehrere Zwischenschichten 116,
die zwischen und an den Prismenkörpern 12 und 14 angeordnet sind und das den Brechungsindex
abstimmende Medium 18, welches eine optische Kopplung zwischen den Prismenkörpern
12 und 14 und der daneben befindlichen Anzahl von Zwischenschichten 116
ergibt.
Um den gleichen Betrieb wie das Polarisationsprisma 10 in Figur 1 und 2 zu ergeben,
ist die Anzahl von Zwischenschichten 116 aus abwechselnden Schichten der ersten
und zweiten doppelbrechenden Materialien 20 bzw. 16 aufgebaut, wobei die zwei äußeren
Schichten aus dem zweiten doppelbrechenden Material bestehen. Bei einem derartigen
Aufbau des Polarisationsprismas wird der Polariaationswirkungsgrad für das einfallende
Licht erhöht und der große Öffnungswinkel beibehalten, und es ergibt sich nur ein
geringer Verlust der relativen Transparenz des Polarisationsprismas 110.
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Bei den beiden nachfolgenden Ausführungsformen erlauben die verwendeten
Materialien eine gute Lichttransmission für infrarotes, sichtbares und ultraviolettes
Licht bei einem Öffnungswinkel von wenigstens 70, der im wesentlichen symmetrisch
bezüglich einer festen Richtung des übertragenen Lichtes bleibt, da die Streuungen
aller Materialien im wesentlichen den Anderungen der Lichtlänge folgen, und es ergibt
sich ein gutes Trennverhältnis zwischen den beiden Komponentenwellen 24 und 26 des
einfallenden Lichtes.
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Bei einer der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung wird das
doppelbrechende Material Ammoniumdiwasserstoffphosphat für die Prismenkörper 12
und 14, das biaxiale Material Kaliumpentaboratfür die Zwischenschicht 16 und Dekahydronaphthalen
für das Medium 18 verwendet. Bei dieser Ausffihrungsform ist die optische Achse
der Prismenkörper 12 und 14 senkrecht zur Ebene der Figur 1 gerichtet, so daß die
Komponentenwelle 26 in dem Prismenkörper 14 mit dem Brechungsindex n0 des Materiales
Ammoniumdiwasserstoffphosphat eintritt. An der ersten Grenzfläche des Mediums 18
oder der Zwischenschicht 16 wird die Komponentenwelle total reflektiert wegen der
Anderunge des Brechungsindexes, da der Einfallswinkel an der Grenzfläche
innerhalb
des Öffnungswinkels von etwa 140 liegt.
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Ammoniumdiwasserstoffphosphat ist ein negativ doppelbrechendes Material
(nO 7 ne) und der größte Brechungsindex des biaxialen Materials Kaliumpentaborat
ist auf den Brechungsindex ne von Ammoniumdiwasserstoffphosphat abgestimmt durch
wahlweise Orientierung der optischen Achsen der beiden Materialien. Die Komponentenwelle
24 tritt in den ersten Prismenkörper 14 als besondere optische Welle ein, deren
Beugung durch den Brechungsindex n des Prismenmateriales e bestimmt wird. An allen
Grenzflächen wird die Komponentenwelle 24 im wesentlichen übertragen und nur geringfügig
reflektiert, da die Änderungen der Brechungsindexes hinreichend klein sind. Als
Ergebnis des symmetrischen Aufbaus des Polarisationsprismas 10 und der genauen Abstimmung
der Brechungsindizes von Ammoniumdiwasserstoffphosphat, Kaliumpentaborat und Dekahydronaphthalen
wird die elektrische Komponentenwelle 24 durch die Beugung beim Durchgang durch
das Polarisationsprisma 10 im wesentlichen nicht abgelenkt.
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Bei der zweiten Ausführungsform wird kristallines Quarz für die Prismenkörper
12 und 14, Kaliumpentaborat für die Zwischenschicht 16 und Dekahydronaphthalen für
das den Brechungsindex abstimmende Medium 18 verwendet. Die optischen Achsen der
kristallinen Quarzprismakörper 12 und 14 sind senkrecht zur X-Achse und zur Ebene
der Figur 1 gerichtet, so daß die Komponentenwelle 26 in den Prismenkörper 14 als
besondere Welle eintritt, für deren Reugung der Brechungsindex n0 gilt. An allen
Grenzflächen wird die Komponentenwelle 24 im wesentlichen übertragen, da die Änderungen
der Brechungsindizes hinreichend klein sind.
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Während der Übertragung durch das Polarisationsprisma 10 wird die
Komponentenwelle 24 gegenüber der X-Achse um einen kleinen Betrag als Funktion der
Wellenlänge des einfallenden Lichtes versetzt. Die Symmetrie des Polarisationsprismas
10
stellt jedoch sicher, daß die übertragene Komponentenwelle 24 nicht winkelmäßig
versetzt oder wesentlich gestreut wird Zusammengefaßt handelt es sich um ein Polarisationsprisma
zum Polarisieren von natiirlichem Licht, welches eine Zwischenschicht aus einem
doppelbrechenden oder biaxialen Material aufweist, die zwischen einem Paar von Prismenkörpern
eines zweiten doppelbrechenden oder biaxialen Materiales angeordnet ist, wobei ein
flüssiges oder anderes den Brechungsindex abstimmendes Medium zwischen den Prismenkörpern
und der Zwischenschicht vorgesehen ist, um eine optische Kopplung zwischen den drei
genannten Prismenteilen ergeben. Die Materialien der Prismenkörper und der Zwischenschicht
sind im wesentlichen transparent und haben orthogonale Brechungsindizes (nO und
ne für doppelbrechende Materialien und zwei der Indizes na, nb und nc für biaxiale
Materialien), die sich für jedes einzelne Material wesentlich über den Spektralbereich
der gewünschten Polarisation unterscheiden Das Material der Zwischenschicht ist
derart ausgewählt> daß der größte Index der den Verlauf des Brechungsindexes
angebenden Kurve im wesentlichen gleich dem niedrigsten Index der entsprechenden
Kurve des Materiales der Prismenkörper in dem Spektralbereich der gewinschten Polarisation
ist, und die optischen Achsen dieser Materialien sind in dem zusammengefügten Prisma
derart angeordnet, daß eine Komponentenwelle des einfallenden Lichtes entsprechend
den derart abgestimmten Brechungsindizes gebeugt wird. Zusätzlich hat die Flüssigkeit
oder ein anderes den Brechungsindex abstimmendes Medium einen Brechungsindex, der
ebenfalls im wesentlichen gleich den beiden abgestimmten Brechungsindizes der Prismenmaterialien
ist. Die einzelne Zwischenschicht kann durch eine Mehrzahl von übereinander angebrachten
Zwischenschichten ersetzt werden. Die Zusammensetzung der Vielzahl von Zwischenschichten
wechselt
zwischen den ersten und zweiten doppelbrechenden oder
biaxialen Materialien ab, wobei die äußeren Schichten aus dem zweiten doppelbrechenden
oder biaxialen Material hergestellt sind. Außerdem wird die Flüssigkeit oder das
andere den Brechungsindex abstimmende Medium zwischen jeder dieser Zwischenschichten
vorgesehen, um eine optische Kopplung zwischen jeder Schicht und den Prismenkörpern
zu ergeben. Die Prismenanordnung mit einer oder mehreren Zwischenschichten sowie
die Auswahl der Prismenmaterialien ergeben einen großen Öffnungswinkel und bewahrt
sich bei infrarotem, sichtbarem und ultraviolettem Licht.