DE4434921A1 - Achromatisches Phasenverzögerungselement und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein achromatisches Phasenver­ zögerungselement, bei dem mehrere Flüssigkristall­ schichten nacheinander angeordnet sind und mit dem insbesondere der Polarisationszustand von Licht mit unterschiedlichen Wellenlängen überwacht werden kann.

Neben der Wellenlänge, der Ausbreitung und Intensität ist die Polarisation eine wesentliche Kenngröße elek­ tromagnetischer Strahlung. Zur Beeinflussung des Po­ larisationszustandes im Bereich des ultravioletten, sichtbaren und infraroten Lichts werden üblicherweise λ/2- und λ/4-Platten, die aus doppelbrechenden Kristallen, wie Kalkspat, Kaliumdihydrogenphosphat (KDP) oder Quarz bestehen, verwendet.

Dabei ist eine einmal geschliffene Platte nur für eine bestimmte Wellenlänge dimensioniert, und die Beeinflussung beispielsweise des Polarisationszustan­ des mehrerer Wellenlängen ist nicht möglich.

Solche Platten sind auf eine Phasenverzögerung fixiert. Eine aktive Einflußnahme auf die Phasenver­ zögerung zur Kompensation von Temperatureffekten oder zur Regelung der Phasenverzögerung auf unterschiedli­ che Werte ist nicht möglich.

Lediglich elektrooptische Modulatoren, beispielsweise aus Kaliumdihydrogenphosphat (KDP), gestatten eine Veränderung der Phasenverzögerung. Dabei sind bereits bei kleinen Aperturen Spannungen im kV-Bereich erfor­ derlich, die nicht sicher und nur aufwendig handhab­ bar sind.

Eine gleichmäßige Beeinflussung des Polarisationszu­ standes in einem breiten Spektralbereich erfordert achromatische Phasenplatten, die eine feste Phasen­ verzögerung zwischen außerordentlichem und ordentli­ chem Strahl über ein bestimmtes Wellenlängenintervall [λ_Anfang, λ_Ende] aufweisen.

Ein Anwendungsfall hierfür sind astronomische Polari­ sationsmessungen, bei denen wegen der Lichtschwäche vieler Beobachtungsobjekte breite Spektralbereiche zu integrieren sind, um auswertbare Signale zu erhalten.

Eine andere Möglichkeit zur Anwendung ist die Kon­ trolle des Polarisationszustandes eines mit ultrakur­ zen intensiven Laserimpulsen erzeugten Weißlichtkon­ tinuums.

Achromatische Platten können aus mehreren Schichten von verschiedenen Kristallmaterialien mit gleicher oder um 90° verdrehter Lage der schnellen Achsen (D. Clarke, Optica Acta 14, 343 (1967)), aus mehreren unterschiedlich dicken und mit bestimmten Winkeln der schnellen Achsen verkitteten Schichten des gleichen Materials (S. Pancharatnam, Proc. Ind. Acad. Sci. A 41, 130 u. 137 (1955)) oder aus mehreren gleichdicken Schichten des gleichen Materials mit unterschiedli­ chen Orientierungen der schnellen Achsen (C.M. Mc Intyre, S.E. Harris, J. Opt. Soc. Am. 58, 1575 (1968)) hergestellt werden. Dabei ist jedoch nur bei der erstgenannten Methode die Lage der schnellen Ach­ sen des ganzen Elementes unabhängig von der Wellen­ länge.

Mit einer Kombination der Verwendung mehrerer Schich­ ten verschiedener Materialien mit gleicher oder um 90° verdrehter Lage der schnellen Achsen und der Ver­ wendung von Schichten unterschiedlicher Dicken, die in bestimmten Winkeln miteinander verkittet sind, sind sogenannte "superachromatische" Platten erhält­ lich, die über den gesamten sichtbaren Spektralbe­ reich nahezu konstante Phasenverzögerung und Lage der schnellen Achsen aufweisen.

Die so ausgeführten Phasenplatten sind jedoch kosten­ intensiv und aus technischer Sicht nur mit einem kleinen Durchmesser von wenigen Zentimetern verfüg­ bar.

Dieser kleine Durchmesser verlangt beim Einsatz in der Astronomie an Großteleskopen (Flächenpolarime­ trie) die Anordnung des Elementes in einem hoch kol­ limierten Strahlengang. Dadurch ist bei nicht achsen­ parallelen Strahlenbündeln der Einfallswinkel zur Flächennormalen des Elementes unvertretbar groß und es wird eine Abweichung von der gewünschten Phasen­ verzögerung hervorgerufen, die zusätzlich dadurch erhöht wird, daß die einzelnen Elemente herstellungs­ technisch bedingt Phasenplatten höherer Ordnung sind (d. h. Verzögerung von z. B. (m+1/2)λ mit m<<1).

Von J.E. Stockley, G.D. Sharp, D. Doroski, K.M. John­ son "High-speed analog achromatic intensity modula­ tor", Optics Letters, Vol. 19, No. 10 (1994), S. 758- 760, wird ein achromatischer Intensitätsmodulator, basierend auf zwei identischen, zwischen gekreuzten Polarisatoren angeordneten Schichten smektischer Flüssigkristalle beschrieben, die für eine mittlere Wellenlänge des achromatischen Bereichs jeweils als λ/2-Platte wirken. Durch Anlegen von Steuerspannungen können die Winkel zwischen schnellen Achsen der Flüs­ sigkristalle und Polarisationsrichtung des Eingangs­ polarisators geändert werden. Hierdurch ergibt sich für die Kombination aus Flüssigkristallschichten und Polarisation ein Verhalten ähnlich dem einer drehba­ ren, achromatischen λ/2-Platte zwischen gekreuzten Polarisatoren. Die Transmission der Kombination für Licht, das in Durchlaßrichtung des Eingangspolarisa­ tors schwingt, kann zwischen nahezu 0% und 100% geregelt werden.

Ohne Feststellung der ein- und ausgehenden Polarisa­ tionsrichtung durch die Polarisatoren werden die Ei­ genschaften einer achromatischen λ/2-Platte jedoch nicht verwirklicht. So ist es beispielsweise nicht möglich rechtsdrehend zirkular polarisiertes Licht in linksdrehend polarisiertes Licht zu überführen. Auch die Herstellung einer achromatischen λ/4-Platte, bei­ spielsweise zur Überführung linear polarisierten Lichts in zirkular polarisiertes Licht ist basierend auf dem in obiger Veröffentlichung beschriebenen Ge­ rät nicht möglich.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein achroma­ tisches Phasenverzögerungselement zu schaffen, das eine gleichmäßige Beeinflussung des Polarisationszu­ standes in einem breiten Spektralbereich ermöglicht und in ausreichender Größe einfach und kostengünstig herstellbar ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kenn­ zeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten Merkmale für die Vorrichtung und des Anspruchs 14 für das Ver­ fahren gelöst.

Die Flüssigkristalle, die bevorzugt verschiedene, ne­ matische Flüssigkristalle sind, werden in mehreren Schichten so angeordnet, daß die schnellen Achsen gleich oder orthogonal (90°) orientiert sind.

Aufbauend auf bekannten Technologien, können solche Phasenverzögerungselemente preiswert und mit großer Apertur hergestellt werden.

Eine Verwendung eines erfindungsgemäß ausgebildeten Phasenverzögerungselementes ist als Phasenmodulator, Polarisationsanalysator (in Verbindung mit einem nachgeordneten Polarisator) und nach Ergänzung mit zwei vor und nachgeschalteten Polarisationsfiltern als Intensitätsmodulator möglich.

Die Ordnung m der einzelnen Schichten kann durch Aus­ wahl geeigneter Flüssigkristalle kleingehalten werden und dadurch der nutzbare Öffnungswinkel entsprechend groß ausfallen. Die zusätzlich angeordneten elek­ trisch leitenden Elemente, zwischen denen die Flüs­ sigkristallschichten liegen, ermöglichen durch das Anlegen einer relativ niedrigen Spannung eine Rege­ lung der Phasenverzögerung für jede Schicht geson­ dert. Dies kann für eine Durchstimmung der Phasenver­ zögerung des gesamten Elementes von einem Maximalwert bis nahezu Null genutzt werden. Außerdem ist eine Kompensation von Umgebungseinflüssen (z. B. Änderung der Doppelbrechung durch Temperaturschwankungen) mög­ lich.

Die erfindungsgemäß ausgebildeten Phasenverzögerungs­ elemente bieten zu den herkömmlichen Phasenplatten aus kristallinen Materialien eine nahezu universell einsetzbare Alternative, wobei die Schichtdicken, die Schichtanzahl und die ausgewählten Flüssigkristalle für den speziellen Anwendungsfall optimiert werden können.

Die Achromasie der Phasenverzögerungselemente wird durch eine Kombination mehrerer Flüssigkristall­ schichten (k=Anzahl) bestimmt.

Dabei können die Dicken und die Anzahl der einzelnen Flüssigkristallschichten mathematisch bestimmt wer­ den. Für die gewünschte Phasenverschiebung δ (in rad), z. B. δ=π für eine λ/2-Platte, und Δn_i(λ) die wellenlängenabhängige Doppelbrechung der i-ten Flüs­ sigkristallschicht (i=1, 2,. . .,k) wird das gewünschte Wellenlängenintervall [λ_Anfang, λ_Ende] bevorzugt äquidi­ stant in k-1 Teile [λ_i, λ_i+1] geteilt. Für diesen Fall besitzt das folgende Gleichungssystem (1.1-1.k) für Flüssigkristalle mit unterschiedlicher Disperson der Doppelbrechung stets eine Lösung (d₁,. . .d_k):
Δn₁(λ₁)_*d₁ + Δn₂(λ₁) _* d₂ + . . . + Δn_k(λ₁) _* d_k = δ_*λ₁/2π (1.1)
Δn₁(λ₂)_*d₁ + Δn₂(λ₂₁) _* d₂ + . . . + Δn_k(λ₂) _* d_k = δ_*λ₂/2π (1.2)
Δn₁(λ_k)_*d₁ + Δn₂(λ_k) _* d₂ + . . . + Δn_k(λ_k) _* d_k = δ_*λ_k/2π (1.k)

Dabei können die Werte d_i positiv oder negativ sein. Die Dicke der i-ten Flüssigkristallschicht ist der absolute Betrag von d_i. Für den Fall, daß d_i positiv ist, wird die i-te Schicht parallel zur x-Achse (ver­ tikale Achse) und im gegenteiligen Fall parallel zur y-Achse (horizontale Achse) ausgerichtet. Für diesen Fall wird die gewünschte Phasenverschiebung δ für die ausgewählten Wellenlängen λ₁, λ₂, . . . λ_k genau erreicht.

Je feiner die Unterteilung des Wellenlängenintervalls [λ_Anfang, λ_Ende] gewählt wird, um so besser ist die Achromasie des Elementes. Dies ist jedoch mit stei­ gender Anzahl der Flüssigkeitskristallschichten ver­ bunden.

Ein Phasenverzögerungselement mit den elektrisch lei­ tenden Elektroden besitzt die Möglichkeit zur Ände­ rung der Phasenverzögerung mit geeigneten Wechsel­ spannungen. Oberhalb der Ansprechspannung gilt in einem geeigneten Intervall:

Δn_i(λ,V_i) = Δn_i(λ,V_i=0) _* (const_i,1 - const_{i,2 *} V_i),

wobei V_i die Amplitude der Wechselspannungen der i- ten Schicht ist.

Mit der Wahl geeigneter Spannungen lassen sich Lösun­ gen des Gleichungssystems (1.1-1.k) für verschiede­ ne Phasenverzögerungen δ finden, ohne daß die Schichtdicken d_i oder Flüssigkristallschichten geän­ dert werden müssen. Aufgrund der kleinen Schichtdic­ ken sind nur geringe Spannungen im Volt-Bereich er­ forderlich, um ausreichend große Veränderungen zu bewirken.

Mit einem geeigneten Regelkreis für die angelegte Spannung an der jeweiligen Schicht können im Gegen­ satz zu den bekannten kristallinen Phasenplatten Ab­ weichungen von den Sollwerten für die Phasenverzöge­ rung, die durch Fertigungstoleranzen oder den Tempe­ ratureinfluß hervorgerufen werden, kompensiert wer­ den. Zusätzlich ist eine gezielte Durchstimmung der Phasenverzögerung möglich. Es kann beispielsweise ein Element mit der Phasenverzögerung π zu einem neutra­ len Element verstimmt werden, da bei hohen Wechsel­ spannungsamplituden die Doppelbrechung der Flüssig­ kristallschichten verschwindet. Bei gezieltem Senken der jeweiligen Wechselspannungsamplitude wird die Phasenverzögerung des gesamten Phasenverzögerungsele­ mentes eingeschaltet, wobei sie bei kleiner bis ver­ schwindender Amplitude ihren maximalen Wert annimmt.

Herstellungsverfahren für mehrschichtige Flüssigkri­ stallzellen sind von Display-Anwendungen ausreichend bekannt (US 42 60 224, US 44 31 270). Das erfindungs­ gemäße Phasenverzögerungselement unterscheidet sich jedoch dadurch, daß die einzelnen Flüssigkristalle parallel in den einzelnen Schichten ausgerichtet sind und keine "Twist"-Anordnung vorliegt. Je nach den optischen Eigenschaften der für die einzelnen Schich­ ten verwendeten Flüssigkristalle, sind auch die Dic­ ken der Schichten zu bestimmen. Hierbei kann das Gleichungssystem (1.1-1.k) herangezogen werden.

Die zwischen den Flüssigkristallschichten angeordne­ ten Trennschichten sind wie die Substrate aus optisch hochwertigem Material (z. B. Quarzglas), um eine über die gesamte Apertur gleichmäßige Schichtdicke, Frei­ heit von Spannungsdoppelbrechung und Wellenfrontver­ zerrung bei geringen Verlusten zu gewährleisten.

Der ausnutzbare Durchmesser des Phasenverzögerungs­ elementes kann mit den vorhandenen Herstellungstech­ nologien für Flüssigkristallanzeigen, bei definierter und gleichmäßiger Dicke der einzelnen Flüssig­ kristallschichten ohne weiteres im Bereich von 10 cm liegen, womit gegenüber der aufwendige und hohe Qua­ litätsansprüche erfordernden Herstellung von kristal­ linen Verzögerungselementen eine wesentlich kosten­ günstigere und flexiblere Fertigung möglich ist.

Im Gegensatz zu Grenzen, die bei der Verwendung dop­ pelbrechender kristalliner Materialien (Verfügbarkeit von ausreichend großen und reinen Kristallen) und deren Bearbeitbarkeit (Polierbarkeit bei exakter Schichtdicke) bestehen, sind Flüssigkristalle in vielfältiger Form bekannt und einsetzbar. So sind beispielsweise in Landolt-Börnstein, "Numerical Data and Functional Relationsships in Science and Techno­ logy", New Series, Group IV: Macroscopic Properties of Matter, Vol. 7a-d: Liquid Cristals, ed. J. Thiem, Springer, Berlin/Heidelberg (1992/1993) ca. 50.000 bekannte Flüssigkristalle aufgeführt. Mit dem auf organischen Komponenten basierenden Aufbau der Flüs­ sigkristalle ergeben sich neben den bereits bekannten auch weitere Möglichkeiten zur Synthese weiterer ge­ eigneter Flüssigkristalle.

Nachfolgend soll die Erfindung an Hand von Aus­ führungsbeispielen näher erläutert werden.

Dabei zeigt:

Fig. 1 eine teilweise perspektivische Dar­ stellung eines achromatischen Phasen­ verzögerungselementes;

Fig. 2 ein Diagramm der ermittelten Phasen­ verzögerung für eine Platte aus Quarz und Magnesiumfluorid und

Fig. 3 ein Diagramm der berechneten Phasen­ verzögerung eines erfindungsgemäßen Phasenverzögerungselementes.

Die in Fig. 1 gezeigte teilweise perspektivische Darstellung eines Beispiels eines erfindungsgemäßen achromatischen Phasenverzögerungselementes verfügt über an den äußeren Seiten; in bezug auf den Strah­ lengang des Lichtes gesehen; angeordnete transparente Substrate S mit Oberflächen optischer Qualität und paralleler Orientierung. Dazwischen sind Flüssigkri­ stallschichten LC₁ bis LC_k angeordnet, an deren äuße­ ren Grenzflächen jeweils paarweise gegenüberliegend Orientierungsschichten R₁ bis R_k und verbessernder Weise zusätzliche transparente, elektrisch leitende Elektrodenpaare E₁ bis E_k vorhanden sind. Zwischen diesen Schichten sind Trennschichten T aus einem im interessierenden Spektralbereich transparenten Mate­ rial mit Oberflächen in optischer Qualität vorhanden.

Die Dicke der einzelnen Flüssigkristallschichten LC_i wird durch Abstandshalter A_i, die aus Glasfasern, My­ larfolien oder aufgedampftem Quarzglas bestehen, vor­ gegeben. Die Abstandshalter A_i haben bevorzugt das gewünschte Dickenmaß d_i für die i-te Flüssigkristall­ schicht. Der gleiche Abstand wird auch für die gegen­ einander weisenden Flächen der Orientierungsschicht R_i mit dem jeweiligen Abstandshalter A_i vorgegeben.

Diese Orientierungsschichten R₁ bis R_k, die die Aus­ richtung der Flüssigkristalle in den jeweiligen Flüs­ sigkristallschichten LC₁ bis LC_k bestimmen, sind be­ vorzugt aus gebürstetem Polyimid gebildet. Die Dicke dieser Orientierungsschichten R₁ bis R_k liegt zur Ge­ währleistung eines hohen Transmissionsgrades im Be­ reich von ca. 100 nm. Die Reibrichtung ist für die je eine Flüssigkristallschicht LC_i paarweise einschlie­ ßenden Orientierungsschichten R_i parallel. Die jewei­ lige Reibrichtung eines Paares folgt entweder der in der Fig. 1 eingezeichneten x-Achse oder y-Achse, je nach dem mit dem Gleichungssystem (1.1-1.k) für die betreffende Flüssigkristallschicht LC₁ ermittelten Ergebnis.

Genau wie die Reibrichtung und damit die Orientierung der Flüssigkeitskristallschichten LC_i, wird auch die Dicke der jeweiligen Flüssigkristallschichten LC_i in Abhängigkeit von den optischen Eigenschaften der für die Schicht verwendeten Flüssigkristalle und dem aus­ gewählten Spektralbereich mit genanntem Gleichungs­ system (1.1-1.k) bestimmt. Dabei liegt auch die Dicke der Flüssigkristallschichten LC_i im µm-Bereich.

Die verwendeten Flüssigkristalle können den jeweili­ gen Anforderungen entsprechend ausgewählt werden.

Zur Kompensation von Temperaturschwankungen, Ferti­ gungstoleranzen oder Durchstimmung der Phasenverzöge­ rung δ können Steuerspannungen U_i an das jeweilige Paar transparenter Elektroden E_i angelegt werden, die gegebenenfalls mit einem nicht dargestellten Steuer- oder Regelkreis beeinflußbar sind. Zur Unterdrückung elektrochemischer Reaktionen werden Wechselspannungen von ca. 1 kHz ohne Gleichstrom-Offset eingesetzt.

Als Material für die Elektroden E_i kommt in Schicht­ dicken im Bereich von 5-150 nm, bevorzugt von 10- 100 nm, aufgedampftes Indium-Zinn-Oxid zum Einsatz, um eine hohe Transmission vom Bereich des ultravio­ letten bis zum infraroten Spektralbereich zu sichern.

In der Fig. 3 ist ein Beispiel einer rechnerisch ermittelten Phasenverzögerung δ eines zweischichtigen Phasenverzögerungselementes mit den Flüssigkristallen NP-5, Hersteller Merck Chemikalien, Deutschland, und RO-TN-403, Hersteller BDH chemicals, England, und in Fig. 2 ein Beispiel für eine Platte aus Quarz und Magnesiumfluorid dargestellt.

Die notwendigen Doppelbrechungsdaten für die Flüssig­ kristalle wurden Shin-Tson Wu, Phys. Rev. A 33, 1270 (1986) und S.T. Wu, A.M. Lackner, U. Efron, Appl. Opt. 26, 3441 (1987) entnommen.

Die Figur, Dicken und Doppelbrechung für Quarz und Magnesiumfluorid sind K. Serkowski, "Methods of Expe­ rimental Physics", ed. N. Carleton, Academie Press York/London, Vol. 12A, 361 (1974) entnommen.

Die Schichtdicke für NP-5 beträgt 4,6 µm, und für RO- TN-403 beträgt sie 6,5 µm. Dies entspricht bei einer Wellenlänge von 750 nm einer Ordnung von m=1 für bei­ de Flüssigkristallarten.

Die entsprechende Kristallplatte weist bei 500 nm eine Ordnung von m=6 für Magnesiumfluorid mit einer Dicke von 0,262 mm und eine Ordnung von m=5 für Quarz mit einer Dicke von 0,304 mm auf.

Daraus ergibt es sich, daß der nutzbare Öffnungswin­ kel bei Verwendung geeigneter Flüssigkristalle gegen­ über den Kristallplatten entscheidend verbessert wird. Die Rotverschiebung des achromatischen Bereichs ist im Falle des betrachteten Flüssigkristallpaares durch das Kreuzen der Dispersionskurven der Doppel­ brechung bei etwa 750 nm für die Flüssigkristalle und bei etwa 500 nm für Quarz und Magnesiumfluorid be­ gründet.

Eine Veränderung/Verschiebung des achromatischen Wel­ lenlängenbereiches läßt sich auch mit der Verwendung anderer Flüssigkristalle erreichen.

Wie in diesem Beispiel gezeigt, sind unterschiedliche Paare bzw. auch eine Mehrzahl von Flüssigkristallen mit sehr unterschiedlichen Dispersionen der Doppel­ brechung erhältlich, um beim Achromatisieren mit der beschriebenen Methode die Ordnung m der einzelnen Schichten und so die Winkelabhängigkeit der Phasen­ verzögerung gegenüber den herkömmlichen in der Kri­ stalloptik verwendeten Paare Quarz und Magnesiumfluo­ rid, sehr zu verringern.

Eine weitere Verbesserung der Achromasie eines erfin­ dungsgemäßen Phasenverzögerungselementes läßt sich mit neu zu synthetisierenden Flüssigkristallen errei­ chen, die neben der prominenten Absorption im Ultra­ violetten eine weitere prominente Absorption im nahen Infraroten aufweisen. Die Dispersion der Doppelbre­ chung mit der Wellenlänge dieser Flüssigkristalle im Sichtbaren weicht von dem normalen Verhalten (bei zunehmender Wellenlänge streng monoton fallend ohne Wendepunkt) dahingehend ab, daß entweder die Doppel­ brechung im Roten ansteigt oder ein Wendepunkt vor­ handen ist. In beiden Fällen läßt sich durch Kombina­ tion mit einer herkömmlichen Flüssigkristallschicht eine bessere Anpassung an den optimalen Verlauf (Dop­ pelbrechung proportional zu λ, vgl. Gleichungssystem (1.1-1.k)) erreichen.

Eine weitere Verbesserung der Achromasie durch Hin­ tereinanderschaltung mehrerer der beschriebenen Ele­ mente mit unterschiedlichen Orientierungen der schnellen Achsen, basierend auf den von Pancharatnam in Proc. Ind. Acad. Sci. A 41, 130 u. 137 (1955) und Mc Intyre/Harris in J. Opt. Soc. Am. 58, 1575 (1968) vorgeschlagenen Vorgehensweisen, ist ebenfalls mög­ lich. Dabei ist jedoch zu beachten, daß bei einer Änderung der Soll-Verzögerung von z. B. λ/2 auf λ/4 neben den Phasenverzögerungen der einzelnen Flüssig­ kristallschichten, die ja über die angelegte Wechsel­ spannung regelbar sind, auch die Orientierungen der schnellen Achsen zueinander geändert werden müssen. Dadurch wird entweder die Möglichkeit der Regelung der Phasenverzögerung verloren, oder es muß jedes Element einzeln exakt mechanisch justiert werden kön­ nen.

Claims (16)

1. Achromatisches Phasenverzögerungselement mit mehreren Flüssigkristallschichten, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkristallschichten (LC₁-LC_k) aus unterschiedlichen Flüssigkristallen gebildet sind, wobei die schnellen Achsen der Flüssigkri­ stallschichten (LC₁-LC_k) parallel und/oder or­ thogonal zueinander orientiert sind.

2. Achromatisches Phasenverzögerungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkristallschichten (LC₁-LC_k) un­ terschiedliche Dicken (d_i) aufweisen.

3. Achromatisches Phasenverzögerungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkristallschichten (LC₁-LC_k) von Orientierungsschichten (R₁-R_k) eingefaßt sind.

4. Achromatisches Phasenverzögerungselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die im Strahlengang des Lichtes äußeren Flüssigkristallschichten (LC₁) und (LC_k) und die Orientierungsschichten (R₁) und (R_k) auf Sub­ straten (S) aufgebracht sind.

5. Achromatisches Phasenverzögerungselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Orientierungsschichten (R₁-R_k) und Flüs­ sigkristallschichten (LC₁-LC_k) zwischen transparenten, leitfähigen Elektroden (E₁-E_k) angeordnet sind.

6. Achromatisches Phasenverzögerungselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß transparente Elemente (T) zwischen den Flüssigkristallschichten (LC₁-LC_k), den Orien­ tierungsschichten (R₁-R_k) und den leitfähigen Elektroden (E₁-E_k) angeordnet sind.

7. Achromatisches Phasenverzögerungselement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Orientierung der Flüssigkristallschich­ ten (LC₁-LC_k) durch Reiben der Orientierungs­ schichten (R₁-R_k) in einer bestimmten Richtung vorgegeben ist.

8. Achromatisches Phasenverzögerungselement nach wenigstens einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Orientierungsschichten (R₁-R_k) aus ge­ bürstetem Polyimid gebildet sind.

9. Achromatisches Phasenverzögerungselement nach wenigstens einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die leitfähigen Elektroden (E₁-E_k) auf den Substraten (S) und den transparenten Elementen (T) aufgebracht sind.

10. Achromatisches Phasenverzögerungselement nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die leitfähigen Elektroden (E₁-E_k) aufge­ dampftes Indium-Zinn-Oxid sind, an die Steuer­ spannungen anlegbar sind.

11. Achromatisches Phasenverzögerungselement nach wenigstens einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß Wechselspannungen ohne Gleichstrom-Offset anlegbar sind.

12. Achromatisches Phasenverzögerungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Flüssigkristallschichten (LC₁- LC_k) mit zwischen den Orientierungsschichten (R₁-R_k) angeordneten Abstandshaltern (A) vorge­ geben ist.

13. Achromatisches Phasenverzögerungselement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshalter (A) aus Glasfasern, My­ larfolien oder aufgedampftem Quarzglas gebildet sind.

14. Achromatisches Phasenverzögerungselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkristallschichten (LC₁-LC_k) aus nematischen Flüssigkristallen gebildet sind.

15. Verfahren zur Herstellung eines achromatischen Phasenverzögerungselementes unter Verwendung von mehreren Flüssigkristallschichten, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Substraten und Trennschichten Flüs­ sigkristallschichten mit paralleler und orthoga­ naler Anordnung der schnellen Achsen von Paaren mit in einer Richtung geriebenen oder gebürste­ ten Orientierungsschichten eingefaßt werden, die die Orientierung der Flüssigkristalle bestimmen.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich­ net, daß die Orientierungsschichten mit auf Sub­ straten und Trennschichten aufgedampften, elek­ trisch leitenden Elektrodenpaaren eingefaßt wer­ den, an die eine Wechselspannung angelegt wird.