CH518561A - Optical component for splitting or combining polarized light rays and using the same in a microscope - Google Patents

Optical component for splitting or combining polarized light rays and using the same in a microscope

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CH518561A
CH518561A CH1569470A CH1569470A CH518561A CH 518561 A CH518561 A CH 518561A CH 1569470 A CH1569470 A CH 1569470A CH 1569470 A CH1569470 A CH 1569470A CH 518561 A CH518561 A CH 518561A
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plane
parallel plate
optical component
plate
splitting
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CH1569470A
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German (de)
Inventor
Franz Dr Kornder
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Leitz Ernst Gmbh
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    • G02OPTICS
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    • G02B21/00Microscopes
    • G02B21/06Means for illuminating specimens
    • G02B21/08Condensers
    • G02B21/14Condensers affording illumination for phase-contrast observation

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Microscoopes, Condenser (AREA)
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Description

  

  
 



   Optisches Bauelement zur Strahlenaufspaltung bzw. -vereinigung polarisierter Lichtstrahlen sowie Verwendung desselben in einem Mikroskop
Die Erfindung betrifft ein optisches Bauelement zur Strahlenaufspaltung bzw. -vereinigung polarisierter
Lichtstrahlen,   das    dadurch   gdkennzeichnet    ist, dass es ein Wollastonprisma und eine schräg zur   optischen   
Kristallachse geschnittene erste Planparallelplatte umfasst. Derartige Bauelemente lassen sich besonders vor   teilhaft      ibei    der Zweistrahlinterferenz-Durchlicht- oder Auflichtmikroskopie verwenden.



   Zweistrahlinterferenzeinrichtungen mit Strahlenaufspaltung und   -vereinilgung    durch   kristalloptische    Hilfs mittel sind bereits bekannt. Geeignete Bauelemente dafür sind von   Lbedeff       > (Rev.      d'Optique    9 (1930) 5.



   385), Smith   (GBPS    639 014 und Nomarski (DT-PS
1 037 174) beschrieben worden.



   Nach   Lebedeff    erfolgt die   Aufspaltung    bzw. die Vereinigung der Strahlen hinter der Kondensor- bzw.



  vor der Objektivfrontlinse. Bei diesem Aufbau ist insbesondere bei Objektiven kurzer Brennweite vor der   Frontlinse    kein Platz für das   Teilerpläotchen.   



   Die Interferenzeinrichtung nach Smith verwendet zur Strahlenaufspaltung   Ibzw.      vereinigung    in der vorderen Brennebene des Kondensors und der hinteren Brennebene des Objektivs je ein Prisma aus doppelbrechenden Kristallen, z. B. Wollaston- oder Rochonprismen. Die durch die Prismen hervorgerufene   Winkel-    aufspaltung des Strahles wird durch den Kondensor bzw.



   das Objektiv in eine laterale Aufspaltung   umgesetzt    Dabei ergeben sich   tbei    stärkeren Mikroskopobjektiven Schwierigkeiten, da die Brennebene meist im Innern des   optischen    Systems liegt und daher nicht zugänglich ist.



   In der Interferenzeinrichtung nach Nomarski wird eine von dem bekannten   WollastonXPrisma    abweichende Prismakonstruktion verwendet, bei der nunmehr der   Vereinnigungspunkt      der Strahlen    ausserhalb des Prismas liegt. Bei Objektiven oder Kondensoren mit im Innern des optischen Systems liegender Brennebene   kann    daher das Prisma ausserhalb des   Objektivs    bzw. des Kondensors angeordnet werden.   Diese Prismenkonstruktion    ist jedoch durch den Aufbau für die Fertigung nicht einfach.



   Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zu finden, die die   Nachteile    der vor   stehenden    Prismenkonstruktionen vermeidet und dar über   bin aus    noch einen weiteren Vorteil bringt.



     Die    vorliegende Erfindung betrifft ein optisches   Bauelement    zur   Strahienaufspaltung    bzw. vereinigung polarisierter Lichtstrahlen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass es ein   WolllastonSPriesmFa    und eine schräg zur optischen Kristall achse geschnittene erste Planparallelplatte umfasst.

  Vorzugsweise ist der vorgenannten ersten Planparellelplatte eine zweite   Planparellelplatte    aus einem einachsigen Kristall zugeordnet, die parallel zur optischen Kristall-Achse geschnitten ist und deren optische Dicke so bemessen ist, dass der in ihr   bgrvorge-    rufene    < 3angunterschied      mit      umgekehrtem    Vorzeichen gleich dem Gangunterschied ist,

   der in der ersten   Planparailelpiatte    hervorgerufen   wird.    Bei einer besonders zweckmässigen Ausführungsform ist die erste   iPlan-      parallelpiatte      zusammen    mit der zweiten Planparallelplatte um 1800 um die Achse des   einlfallenden    Strahlenbündels (Instrumenten achse   ) drehbar.   



   In einem   InterferenlziAuflichtmikroskop    kann ein erfindungsgemässes optisches Bauelement verwendet sein. In einem Interferenz-Durchlichtmikroskop werden zwei derartige Bauelemente angeordnet.



   In einem Interferenz-Auflichtmikroskop ist das optische Bauelement   vorzugsweise    derart zwischen einem Strahlenteiler und dem Objektiv angeordnet, dass der Vereinigungspunkt der Teilstrahlenbündel mit dem   Ibild-    seitigen Brennpunkt des Objektivs zusammenfällt.   lEs    ist  zweckmässig, zwischen dem Strahlenteiler und dem Okular des Interferenz-Auflichtmikroskops einen Analysator mit vorgeschalteter   Ä/4-Platte    anzuordnen. Zusätzlich zu der   A/4-Platte    kann eine in den Strahlengang einsChaltbare A-Platte vorgesehen sein.



   Bei einem Interferenz-Durchlichtmikroskop ist vorzugweise ein   optisches    Bauelement auf der Beleuchtungsseite derart angeordnet, dass der Strahlen   vereinigunglspudkt    mit dem der Lichtquelle zugewandten Brennpunkt des Kondensors zusammenfällt,   währen4    das zweite optische Bauelement nach der Erfindung zwischen Objektiv und Analysator derart angeordnet ist, dass der objektseitige   Strahlenvereinigungspunk t    mit dem Brennpunkt des Objektivs zusammenfällt. Es ist vorteilhaft, auf der Beleuchtungsseite zwischen dem Polarisator und dem optischen Bauelement eine A/4 Platte, gegebenenfalls zusammen mit einer zusätzlich in den   Beleuchtunsstrahlengang    einschaltbaren A-Platte, vorzusehen.



   In den beigefügten Zeichnungen sind die bisher bekannten Bauelemente zur   Strahlenaufspaltung    bzw.



  -vereinigung und   Ausführungsbeispiele    des optischem Bauelementes nach der Erfindung schematisch dargestellt. Ferner sind ebenfalls schematisch ein Interferenz Durchlicht-   und    ein   Interferenz-Auflichtmikroskop,    bei denen die   erfindungsgemässen    optischen Bauelemente verwendet sind, darstellt.



   Im einzelnen zeigen
Figur 1 die Anordnung nach   Lebedeff,   
Figur 2 die Anordnung nach   Smitl"   
Figur 3 das abgewandelte   Woliaston-Prisma    nach Nomarski,
Figur Ja und 4b das optische Bauelement nach der Erfindung,
Figur 5 ein   Interferenz-Auflichtmikroskop,   
Figur 6 ein   InterxferenzWDurchlichtmigkroskop.   



   In der Figur 1 wird das durch den Kondensor 11 einfallende Licht in   der Planparallelplatte    12, die schräg zur optischen Kristall-Achse geschnitten ist, aufgespalten und in der   A/2-Platte    13 hinsichtlich der Polarisationsebenen um 900 gedreht. Nach Durchtritt durch das Objekt 14 bewirkt die   Nanparalleiplatte    15 die Wie   dervereinigung    der beiden Teilstrahlen vor dem Objektiv 16.



   In der Figur 2 wird das in das Wollaston-Prisma 21 einfallende polarisierte Licht in   Bekannter    Weise aufgespalten und in dem Kondensor 22 parallel gerichtet.



  Nach   IDurchtritt    durch das Objekt 23 und durch das Objektiv 24 werden   die    Teilstrahlen in dem Wollaston Prisma 25 wieder vereinigt und können nach Durchtritt durch einen hier nicht eingezeichneten Analysator miteinander interferieren. Mit fk und   f0      sind    die Brennweiten des Kondensors bzw. des Objektivs bezeichnet.



     IDie    Figur 3 stellt   schematisdh.    das von Nomarski abgewandelte   WollastonHPrisma    dar, bei dem dadurch, dass das eine Teilprisma schräg zur optischen Kristall Achse geschnitten ist, eine Aufspaltung und Wiedervereinigung der Teilstrahlenbündel ausserhalb des Prismas erfolgt.



   In der Figur 4a ist das optische Bauelement nach der Erfindung dargestellt, das aus der schräg zur optischen Kristall-Achse geschnittenen Planparallelplatte 41, der parallel zur optischen Kristall-Achse geschnittenen Plan   paralleiplatte    42 und dem Wollaston-Prisma 43 besteht.



  Die   Lateral.'aufspaltung    der beiden senkrecht zueinander polarisierten Teilstrahlen ist mit 8, die Winkelaufspaltung mit a und die Verschiebung des Vereinigungs   punktes      5    mit A bezeichnet. Wenn   A    der Aufspaltungswinkel des   Wollaston-Prismas    ist und   d    die durch die   Pllanparallelplatte    41 verursachte laterale Versetzung, dann gilt für die Verschiebung A des   Vereinigungs-    punktes   lS:   
EMI2.1     

Die   Lateralaufspaltung      d    kann aus der Dicke und den optischen Konstanten der   Planparallelpiatte    41 errechnet werden.



   Der durch die erste Planparallelplatte 41 erzeugte Gang- oder Phasenunterschied wird durch die zweite   Pianparallelplatte    42, die ja parallel zu ihrer optischen   KristallWAchse      Egeschnitten    ist und daher keine räumliche Trennung der beiden senkrecht zueinander polarisierten Teilstrahlen verursacht, kompensiert.



   Werden, wie in der Figur   4h    dargestellt, die Planparallelplatten 41 und 42 um   1800    um die Achse des einfallenden Strahlenbündels (Instrumentenachse) gedreht, dann erhält man einen virtuellen   Vereinigungs-    punkt   5',    für dessen Verschiebung   ebenfalls    die oben angeführte Gleichung gilt.



   In dem Auflicht-Interferenzmikroskop nach Figur 5 fällt das von der   Lichtquel!le    51 ausgehende Licht nach Durchtritt durch den Polarisator 52 und Ablenkung an dem Strahlenteiler 53 auf das   erfindungsgemässe    optische   Bauelement    42, 41, 43. Der   Vereintilgungspunfkt    S liegt in der Brennebene des Objektivs 54 mit der Brennweite   f0.    Nach Reflexion an dem Objekt 55 gelangen die abbildenden Strahlen über das Objektiv 54, das optische Bauelement 43, 41, 42 mit dem in der Trennfläche zwischen den beiden   Planparallelplatten    41 und 42   liegenden      Verein,igungspunkt    S* durch den Strahlenteiler 53 zum Analysator 56 und   schliesslich    zum Okular 57.

  Dem Analysator 56 ist eine   Ä/4-Platte    58 vorgeschaltet. Zusätzlich ist eine A-Platte 59 in den   Strahlengang    einschaltbar.



   Die   Wirkungsweise    dieses   Interferenz-Auflichtm!i-    kroskops ist folgende: Das von der Lichtquelle 51 kommende Licht wird vom Polarisator 52 polarisiert und vom Strahlenteiler 53 in Richtung auf das Objekt 55 reflektiert. In der   Planparallelplatte    42 wird das polarisierte Licht in zwei   senkrecht    zueinander polarisierte Komponenten aufgespalten, die jedoch nicht räumlich getrennt verlaufen, sondern diese Planparallelplatte 42 nur mit   unterschiedlich,er    Geschwindigkeit durchsetzen. Die Planparallelplatte 42 ist so dimensioniert und orientiert, dass der durch sie erzeugte Gangunterschied dem Betrage nach gleich ist dem durch die Planparallelplatte 41 erzeugten Gangunterschied, jedoch umgekehrtes Vorzeichen besitzt. 

  Die in den Planparallelplatten 42 und 41 erzeugten   Gangunterschiede    kompensieren sich also.



   Die Planparallelplatte 41, die schräg zur optischen   KristallAchse      gesch,nitten    ist, bewirkt, dass die beiden senkrecht zueinander polarisierten Komponenten eine Lateralaufspaltung   d    erfahren. In dem   Wollaston-Prisma    43 werden die beiden Komponenten unterschiedlich  gebrochen, so dass   sie    selbst unter   dem    Winkel   + -   
2   bzw. - 2 gegen    die   optische    Instrumentenachse   verl au-    fen.

  Die Winkelaufspaltung   a wird    durch das   Objektiv    54 in eine laterale Aufspaltung 1 umgesetzt, so dass die beiden Komponenten   an    verschiedenen Stellen des Objektes 55 reflektiert werden und nach Rücklauf durch das   ObjektIv    54, das Wollaston-Prisma 43 und die Planparallelplatte 41 in S* zur Vereinigung kommen.



  Die nun nicht   mchr    räumlich getrennt verlaufenden   Teilstrahlen      durchsetzen    die Planparallelplatte 42, den Strahlenteiler 53 und den Analysator 56 und können   miteinander    interferieren.



   Die   A/4-Platte    dient in Verbindung mit dem   drehlba-    ren Analysator 56 zur Variation des   Gangunterschiedes    zwischen den beiden senkrecht zueinander polarisierten Komponenten nach   dem    Prinzip des Senarmont-Kom- pensators. Durch Drehen des Analysators lassen sich in bekannter Weise Gangunterschiede von   +      A/2    erzeugen.

  Um grössere Gangunterschiede zu ermöglichen, kann zusätzlich die   A-Platte    59 in den Strahlengang eingeschaltet   werden,    so dass   durch    die   Kombination    der   #-Platte    mit der   A/4-Platte    Gangunterschiede von   i/2    bis   3/2#    erzeugt werden können.



   In der Figur 6 ist das Prinzip eines Interferenz Durchlichtmikroskops unter Verwendung   erfindungsge-    mässer optischer Bauelemente dargestellt. Das von der Lichtquelle 61 kommende Licht wird in dem Polarisator 62 polarisiert und durch das optische Bauelement 42a, 41a, 43a in zwei senkrecht zueinander polarisierte Komponenten aufgespalten und in dem   Verelnigungs-    punkt   Sa,    der in der Brennebene des Kondensors 63 liegt, vereinigt. Der Kondensor 63 verwandelt die   Winkelaufspaltung    in eine Lateralversetzung der nun parallel   zueinSander    verlaufenden Komponenten, die an verschiedenen Stellen das Objekt 164 durchdringen.

  Das Objektiv 65, in dessen Brennebene der   biidseitige    Vereinigungspunkt   6b    liegt, bewirkt eine Umwandlung der Lateralversetzung in eine Winkelaufspaltung, die durch   das      Wollaston < Prisma    43b erneut zur Lateralaufspaltung der Teilkomponenten führt, die schliesslich   nach    Druchtritt durch die   Planparallelplatte    41b zur Wiedervereinigung der Teilkomponenten an der Trennfläche zwischen der Planparallelplatte 41b und der Planparallelplatte 42b führt.   Damit    können die Teilkomponenten nach Durchsetzen des Analysators 66 miteinander interferieren. Das Okular 67 vervollständigt die   Interterenzein'richtung.   



   Wie bereits bei der Interferenz-Auflichteinrichtung beschrieben, ist es zweckmässig, im   Strahlen1gang    nach dem Prinzip des Senarmont-Kompensators eine A/4 Platte 68 und gegebenenfalls eine zusätzlich   einschaltba-    re A-Platte 69 vorzusehen.



   PATENTANSPRUCH I
Optisches Bauelement zur Strahlen'aufspaltung bzw.



  -vereinigung polarisierter Lichtstrahlen, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Bauelement ein Wollas   ton-Prisma    (43) und eine schräg zur optischen   Kristall-    achse geschnittene erste   Planparalleiplatte    (41) umfasst.



      UNTRRANSP RÜ CHE   
1. Optisches Bauelement nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der ersten Planparallel   platte    (41) eine parallel zur optischen Kristallachse geschnittene zweite Planparallelplatte (42) zugeordnet ist, deren optische Dicke so bemessen ist, dass der in ihr   hervorgerufene    Gangunterschied mit umgekehrtem Vorzeichen gleich   dem    Gangunterschied ist, der in der ersten Planparallelplatte (41) hervorgerufen wird.



   2. Optisches Bauelement nach Patentanspruch I oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gerste Planparallelplatte (41)   zusammen    mit   daher    zweiten   Planparalleiplatte    (42) um   1f80     um die Achse des   einfallenden      Stral:lenbündels    drehbar ist.



   PATENTANSPRUCH II
Verwendung   des    optischen Bauelementes nach Patentanspruch I in einem   Mikroskop.   



   UNTERANSPRÜCHE
3. Verwendung nach Patentanspruch II, in einem Auflichtmikroskop.



   4. Verwendung nach Patentanspruch II, in einem Durchlichtmikroskop.



   5. Verwendung nach   Unteranspruch    3, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Bauelement (42, 41, 43) derart zwischen einem   tStrah,lenteiler    (53) und dem Objektiv (54) angeordnet ist, dass der   Vereinigungs-    punkt (S) der Strahlenbündel mit dem bildseitigen   Brennpunkt    des Objektivs (54) zusammenfällt.



   6. Verwendung nach Unteranspruch 4, dadurch   gekennzeichnet,    dass zwei Bauelemente   verwendet    werden, von denen das eine (42a, 41a, 43a) -auf der Beleuchtungsseite derart angeordnet ist, dass der   Strah-    lenvereinigungspunkt   (Sa)    mit dem der   Lichtquelle    (61) zugewandten Brennpunkt des Kondensors   (63)    zusammenfällt, und dass   das    zweite optische Bauelement   l(43lb,    41b, 42b) zwischen Objektiv (65) und Analysator (66) derart angeordnet ist, dass   der    objektseitige   Strahlenver-    einigungspunkt (Sb) mit   Idem    Brennpunkt des Objektivs (65) zusammenfällt.

 

   Ernst   Zeitz      GmlbH   
Vertreter: Dériaz, Kirker  & Cie., Geneve

**WARNUNG** Ende DESC Feld konnte Anfang CLMS uberlappen**.



   



  
 



   Optical component for splitting or combining polarized light rays and using the same in a microscope
The invention relates to an optical component for splitting or combining polarized beams
Light rays, which is characterized in that there is a Wollaston prism and an oblique to the optical
Includes first plane parallel plate cut by the crystal axis. Such components can be used particularly before geous ibei the two-beam interference transmitted light or reflected light microscopy.



   Two-beam interference devices with beam splitting and merging by means of crystal-optical aids are already known. Suitable components for this are from Lbedeff> (Rev. d'Optique 9 (1930) 5.



   385), Smith (GBPS 639 014 and Nomarski (DT-PS
1 037 174).



   According to Lebedeff, the splitting or combining of the rays takes place behind the condenser or



  in front of the objective front lens. With this structure, there is no space for the splitter plate in front of the front lens, especially in the case of objectives with a short focal length.



   The Smith interference device used for beam splitting Ibzw. union in the front focal plane of the condenser and the rear focal plane of the lens each have a prism made of birefringent crystals, e.g. B. Wollaston or Rochon prisms. The angular splitting of the beam caused by the prisms is determined by the condenser or



   The objective is converted into a lateral split. Difficulties arise with stronger microscope objectives, since the focal plane is usually inside the optical system and is therefore not accessible.



   In the Nomarski interference device, a prism construction that differs from the known Wollaston® prism is used, in which the merging point of the rays is now outside the prism. In the case of objectives or condensers with a focal plane located inside the optical system, the prism can therefore be arranged outside the objective or the condenser. However, this prism construction is not easy to manufacture due to its structure.



   The invention is therefore based on the object of finding an arrangement which avoids the disadvantages of the prismatic constructions in front of it and which brings another advantage over it.



     The present invention relates to an optical component for splitting or combining polarized light beams, which is characterized in that it comprises a WolllastonSPriesmFa and a first plane-parallel plate cut at an angle to the optical crystal axis.

  Preferably, the aforementioned first planar parallel plate is assigned a second planar parallel plate made of a uniaxial crystal, which is cut parallel to the optical crystal axis and whose optical thickness is dimensioned so that the <3 angular difference called in it is equal to the path difference with the opposite sign,

   which is caused in the first plan parallels. In a particularly expedient embodiment, the first iPlan parallel plate can be rotated together with the second plane parallel plate by 1800 about the axis of the incident beam (instrument axis).



   An optical component according to the invention can be used in an interfering incident light microscope. Two such components are arranged in an interference transmitted light microscope.



   In an interference incident light microscope, the optical component is preferably arranged between a beam splitter and the objective in such a way that the merging point of the partial beams coincides with the focal point of the objective on the image side. It is advisable to arrange an analyzer with an upstream λ / 4 plate between the beam splitter and the eyepiece of the interference reflected light microscope. In addition to the A / 4 plate, an A plate that can be inserted into the beam path can be provided.



   In the case of an interference transmitted light microscope, an optical component is preferably arranged on the illumination side in such a way that the beam union point coincides with the focal point of the condenser facing the light source, while the second optical component according to the invention is arranged between the objective and the analyzer in such a way that the beam union point on the object side t coincides with the focal point of the lens. It is advantageous to provide an A / 4 plate on the illumination side between the polarizer and the optical component, optionally together with an A plate that can also be switched into the illumination beam path.



   The previously known components for beam splitting or beam splitting are shown in the accompanying drawings.



  - Association and embodiments of the optical component according to the invention shown schematically. Furthermore, an interference transmitted light microscope and an interference incident light microscope, in which the optical components according to the invention are used, are also shown schematically.



   Show in detail
Figure 1 the arrangement according to Lebedeff,
Figure 2 the arrangement according to Smitl "
Figure 3 shows the modified Woliaston prism according to Nomarski,
Figure Yes and 4b the optical component according to the invention,
FIG. 5 an interference incident light microscope,
FIG. 6 an interference W transmitted light microscope.



   In FIG. 1, the light incident through the condenser 11 is split up in the plane-parallel plate 12, which is cut obliquely to the optical crystal axis, and rotated by 900 in the A / 2 plate 13 with regard to the planes of polarization. After passing through the object 14, the nanoparallel plate 15 brings about the reunification of the two partial beams in front of the objective 16.



   In FIG. 2, the polarized light incident in the Wollaston prism 21 is split in a known manner and directed parallel in the condenser 22.



  After passing through the object 23 and through the lens 24, the partial beams are reunited in the Wollaston prism 25 and can interfere with one another after passing through an analyzer not shown here. The focal lengths of the condenser and the lens are designated by fk and f0.



     FIG. 3 represents a schematic diagram. represents the Wollaston prism modified by Nomarski, in which the fact that one partial prism is cut at an angle to the optical crystal axis results in a splitting and reunification of the partial beams outside the prism.



   FIG. 4a shows the optical component according to the invention, which consists of the plane parallel plate 41 cut at an angle to the optical crystal axis, the plane parallel plate 42 cut parallel to the optical crystal axis and the Wollaston prism 43.



  The Lateral.'aufspaltung the two perpendicularly polarized partial beams is denoted by 8, the angular splitting by a and the displacement of the merging point 5 by A. If A is the splitting angle of the Wollaston prism and d is the lateral displacement caused by the plane parallel plate 41, then the following applies to the displacement A of the union point IS:
EMI2.1

The lateral split d can be calculated from the thickness and the optical constants of the plane-parallel plate 41.



   The path or phase difference generated by the first plane-parallel plate 41 is compensated for by the second plane-parallel plate 42, which is cut parallel to its optical crystal axis and therefore does not cause any spatial separation of the two perpendicularly polarized partial beams.



   If, as shown in FIG. 4h, the plane parallel plates 41 and 42 are rotated by 1800 about the axis of the incident beam (instrument axis), a virtual merging point 5 'is obtained, for the displacement of which the above equation also applies.



   In the incident light interference microscope according to FIG. 5, the light emanating from the light source 51 falls on the optical component 42, 41, 43 according to the invention after passing through the polarizer 52 and deflected at the beam splitter 53. The merging point S lies in the focal plane of the objective 54 with the focal length f0. After reflection on the object 55, the imaging rays pass through the objective 54, the optical component 43, 41, 42 with the joining point S * in the interface between the two plane-parallel plates 41 and 42 through the beam splitter 53 to the analyzer 56 and finally to the eyepiece 57.

  A λ / 4 plate 58 is connected upstream of the analyzer 56. In addition, an A-plate 59 can be switched into the beam path.



   The mode of operation of this interference incident light microscope is as follows: The light coming from the light source 51 is polarized by the polarizer 52 and reflected by the beam splitter 53 in the direction of the object 55. In the plane-parallel plate 42, the polarized light is split into two components polarized perpendicular to one another, which, however, do not run spatially separated, but only penetrate this plane-parallel plate 42 at different speeds. The plane-parallel plate 42 is dimensioned and oriented in such a way that the path difference generated by it is equal in amount to the path difference generated by the plane-parallel plate 41, but has the opposite sign.

  The path differences generated in the plane parallel plates 42 and 41 thus compensate each other.



   The plane-parallel plate 41, which is cut obliquely to the optical crystal axis, has the effect that the two components polarized perpendicular to one another experience a lateral splitting d. In the Wollaston prism 43, the two components are refracted differently, so that they are even at the angle + -
2 or - 2 run towards the optical instrument axis.

  The angular splitting a is converted into a lateral splitting 1 by the objective 54, so that the two components are reflected at different points of the object 55 and after returning through the object 54, the Wollaston prism 43 and the plane parallel plate 41 in S * for union come.



  The partial beams, which are now not spatially separated, pass through the plane-parallel plate 42, the beam splitter 53 and the analyzer 56 and can interfere with one another.



   The ¼ plate, in conjunction with the rotatable analyzer 56, serves to vary the path difference between the two components polarized perpendicular to one another according to the principle of the Senarmont compensator. By rotating the analyzer, path differences of + A / 2 can be generated in a known manner.

  In order to enable larger path differences, the A-plate 59 can also be switched into the beam path, so that path differences of 1/2 to 3/2 # can be generated by combining the # plate with the A / 4 plate.



   FIG. 6 shows the principle of an interference transmitted light microscope using optical components according to the invention. The light coming from the light source 61 is polarized in the polarizer 62 and split into two mutually perpendicular components by the optical component 42a, 41a, 43a and combined at the junction Sa, which lies in the focal plane of the condenser 63. The condenser 63 converts the angular splitting into a lateral displacement of the components, which now run parallel to one another and penetrate the object 164 at various points.

  The objective 65, in the focal plane of which the bilateral merging point 6b lies, causes the lateral displacement to be converted into an angular splitting, which again leads to the lateral splitting of the subcomponents by the Wollaston prism 43b, which finally leads to the reunification of the subcomponents after passing through the plane parallel plate 41b Separation surface between the plane parallel plate 41b and the plane parallel plate 42b leads. The subcomponents can thus interfere with one another after the analyzer 66 has passed through. The eyepiece 67 completes the interference device.



   As already described with the interference incident light device, it is advisable to provide an A / 4 plate 68 and, if necessary, an additionally switchable A plate 69 in the beam path according to the principle of the Senarmont compensator.



   PATENT CLAIM I
Optical component for beam splitting or



  -unification of polarized light rays, characterized in that the optical component comprises a Wollas ton prism (43) and a first plane-parallel plate (41) cut at an angle to the optical crystal axis.



      UNTRANSP RETURN
1. Optical component according to claim I, characterized in that the first plane-parallel plate (41) is assigned a second plane-parallel plate (42) cut parallel to the optical crystal axis, the optical thickness of which is so dimensioned that the path difference caused in it is the same with the opposite sign is the path difference that is caused in the first plane-parallel plate (41).



   2. Optical component according to claim I or dependent claim 1, characterized in that the barley plane-parallel plate (41) together with therefore the second plane-parallel plate (42) is rotatable by 1f80 about the axis of the incident beam: lenbündels.



   PATENT CLAIM II
Use of the optical component according to claim I in a microscope.



   SUBCLAIMS
3. Use according to claim II, in a reflected light microscope.



   4. Use according to claim II, in a transmitted light microscope.



   5. Use according to dependent claim 3, characterized in that the optical component (42, 41, 43) is arranged between a beam splitter (53) and the objective (54) that the merging point (S) of the bundle of rays with the image-side focal point of the lens (54) coincides.



   6. Use according to dependent claim 4, characterized in that two components are used, one of which (42a, 41a, 43a) is arranged on the lighting side in such a way that the beam merging point (Sa) with that of the light source (61) facing focal point of the condenser (63) coincides, and that the second optical component l (43lb, 41b, 42b) is arranged between objective (65) and analyzer (66) in such a way that the object-side beam merging point (Sb) with Idem focal point of Lens (65) coincides.

 

   Ernst Zeitz GmlbH
Representatives: Dériaz, Kirker & Cie., Geneve

** WARNING ** End of DESC field could overlap beginning of CLMS **.



   

 

Claims (1)

**WARNUNG** Anfang CLMS Feld konnte Ende DESC uberlappen **. gebrochen, so dass sie selbst unter dem Winkel + - 2 bzw. - 2 gegen die optische Instrumentenachse verl au- fen. Die Winkelaufspaltung a wird durch das Objektiv 54 in eine laterale Aufspaltung 1 umgesetzt, so dass die beiden Komponenten an verschiedenen Stellen des Objektes 55 reflektiert werden und nach Rücklauf durch das ObjektIv 54, das Wollaston-Prisma 43 und die Planparallelplatte 41 in S* zur Vereinigung kommen. ** WARNING ** Beginning of CLMS field could overlap end of DESC **. broken so that they are even at the angle + - 2 or - 2 run towards the optical instrument axis. The angular splitting a is converted into a lateral splitting 1 by the objective 54, so that the two components are reflected at different points of the object 55 and after returning through the object 54, the Wollaston prism 43 and the plane parallel plate 41 in S * for union come. Die nun nicht mchr räumlich getrennt verlaufenden Teilstrahlen durchsetzen die Planparallelplatte 42, den Strahlenteiler 53 und den Analysator 56 und können miteinander interferieren. The partial beams, which are now not spatially separated, pass through the plane-parallel plate 42, the beam splitter 53 and the analyzer 56 and can interfere with one another. Die A/4-Platte dient in Verbindung mit dem drehlba- ren Analysator 56 zur Variation des Gangunterschiedes zwischen den beiden senkrecht zueinander polarisierten Komponenten nach dem Prinzip des Senarmont-Kom- pensators. Durch Drehen des Analysators lassen sich in bekannter Weise Gangunterschiede von + A/2 erzeugen. The ¼ plate, in conjunction with the rotatable analyzer 56, serves to vary the path difference between the two components polarized perpendicular to one another according to the principle of the Senarmont compensator. By rotating the analyzer, path differences of + A / 2 can be generated in a known manner. Um grössere Gangunterschiede zu ermöglichen, kann zusätzlich die A-Platte 59 in den Strahlengang eingeschaltet werden, so dass durch die Kombination der #-Platte mit der A/4-Platte Gangunterschiede von i/2 bis 3/2# erzeugt werden können. In order to enable larger path differences, the A-plate 59 can also be switched into the beam path, so that path differences of 1/2 to 3/2 # can be generated by combining the # plate with the A / 4 plate. In der Figur 6 ist das Prinzip eines Interferenz Durchlichtmikroskops unter Verwendung erfindungsge- mässer optischer Bauelemente dargestellt. Das von der Lichtquelle 61 kommende Licht wird in dem Polarisator 62 polarisiert und durch das optische Bauelement 42a, 41a, 43a in zwei senkrecht zueinander polarisierte Komponenten aufgespalten und in dem Verelnigungs- punkt Sa, der in der Brennebene des Kondensors 63 liegt, vereinigt. Der Kondensor 63 verwandelt die Winkelaufspaltung in eine Lateralversetzung der nun parallel zueinSander verlaufenden Komponenten, die an verschiedenen Stellen das Objekt 164 durchdringen. FIG. 6 shows the principle of an interference transmitted light microscope using optical components according to the invention. The light coming from the light source 61 is polarized in the polarizer 62 and split into two mutually perpendicular components by the optical component 42a, 41a, 43a and combined at the junction Sa, which lies in the focal plane of the condenser 63. The condenser 63 converts the angular splitting into a lateral displacement of the components, which now run parallel to one another and penetrate the object 164 at various points. Das Objektiv 65, in dessen Brennebene der biidseitige Vereinigungspunkt 6b liegt, bewirkt eine Umwandlung der Lateralversetzung in eine Winkelaufspaltung, die durch das Wollaston < Prisma 43b erneut zur Lateralaufspaltung der Teilkomponenten führt, die schliesslich nach Druchtritt durch die Planparallelplatte 41b zur Wiedervereinigung der Teilkomponenten an der Trennfläche zwischen der Planparallelplatte 41b und der Planparallelplatte 42b führt. Damit können die Teilkomponenten nach Durchsetzen des Analysators 66 miteinander interferieren. Das Okular 67 vervollständigt die Interterenzein'richtung. The objective 65, in the focal plane of which the bilateral merging point 6b lies, causes the lateral displacement to be converted into an angular splitting, which again leads to the lateral splitting of the subcomponents by the Wollaston prism 43b, which finally leads to the reunification of the subcomponents after passing through the plane parallel plate 41b Separation surface between the plane parallel plate 41b and the plane parallel plate 42b leads. The subcomponents can thus interfere with one another after the analyzer 66 has passed through. The eyepiece 67 completes the interference device. Wie bereits bei der Interferenz-Auflichteinrichtung beschrieben, ist es zweckmässig, im Strahlen1gang nach dem Prinzip des Senarmont-Kompensators eine A/4 Platte 68 und gegebenenfalls eine zusätzlich einschaltba- re A-Platte 69 vorzusehen. As already described with the interference incident light device, it is advisable to provide an A / 4 plate 68 and, if necessary, an additionally switchable A plate 69 in the beam path according to the principle of the Senarmont compensator. PATENTANSPRUCH I Optisches Bauelement zur Strahlen'aufspaltung bzw. PATENT CLAIM I Optical component for beam splitting or -vereinigung polarisierter Lichtstrahlen, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Bauelement ein Wollas ton-Prisma (43) und eine schräg zur optischen Kristall- achse geschnittene erste Planparalleiplatte (41) umfasst. -unification of polarized light rays, characterized in that the optical component comprises a Wollas ton prism (43) and a first plane-parallel plate (41) cut at an angle to the optical crystal axis. UNTRRANSP RÜ CHE 1. Optisches Bauelement nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der ersten Planparallel platte (41) eine parallel zur optischen Kristallachse geschnittene zweite Planparallelplatte (42) zugeordnet ist, deren optische Dicke so bemessen ist, dass der in ihr hervorgerufene Gangunterschied mit umgekehrtem Vorzeichen gleich dem Gangunterschied ist, der in der ersten Planparallelplatte (41) hervorgerufen wird. UNTRANSP RETURN 1. Optical component according to claim I, characterized in that the first plane-parallel plate (41) is assigned a second plane-parallel plate (42) cut parallel to the optical crystal axis, the optical thickness of which is so dimensioned that the path difference caused in it is the same with the opposite sign is the path difference that is caused in the first plane-parallel plate (41). 2. Optisches Bauelement nach Patentanspruch I oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gerste Planparallelplatte (41) zusammen mit daher zweiten Planparalleiplatte (42) um 1f80 um die Achse des einfallenden Stral:lenbündels drehbar ist. 2. Optical component according to claim I or dependent claim 1, characterized in that the barley plane-parallel plate (41) together with therefore the second plane-parallel plate (42) is rotatable by 1f80 about the axis of the incident beam: lenbündels. PATENTANSPRUCH II Verwendung des optischen Bauelementes nach Patentanspruch I in einem Mikroskop. PATENT CLAIM II Use of the optical component according to claim I in a microscope. UNTERANSPRÜCHE 3. Verwendung nach Patentanspruch II, in einem Auflichtmikroskop. SUBCLAIMS 3. Use according to claim II, in a reflected light microscope. 4. Verwendung nach Patentanspruch II, in einem Durchlichtmikroskop. 4. Use according to claim II, in a transmitted light microscope. 5. Verwendung nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Bauelement (42, 41, 43) derart zwischen einem tStrah,lenteiler (53) und dem Objektiv (54) angeordnet ist, dass der Vereinigungs- punkt (S) der Strahlenbündel mit dem bildseitigen Brennpunkt des Objektivs (54) zusammenfällt. 5. Use according to dependent claim 3, characterized in that the optical component (42, 41, 43) is arranged between a beam splitter (53) and the objective (54) that the merging point (S) of the bundle of rays with the image-side focal point of the lens (54) coincides. 6. Verwendung nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Bauelemente verwendet werden, von denen das eine (42a, 41a, 43a) -auf der Beleuchtungsseite derart angeordnet ist, dass der Strah- lenvereinigungspunkt (Sa) mit dem der Lichtquelle (61) zugewandten Brennpunkt des Kondensors (63) zusammenfällt, und dass das zweite optische Bauelement l(43lb, 41b, 42b) zwischen Objektiv (65) und Analysator (66) derart angeordnet ist, dass der objektseitige Strahlenver- einigungspunkt (Sb) mit Idem Brennpunkt des Objektivs (65) zusammenfällt. 6. Use according to dependent claim 4, characterized in that two components are used, one of which (42a, 41a, 43a) is arranged on the lighting side in such a way that the beam merging point (Sa) with that of the light source (61) facing focal point of the condenser (63) coincides, and that the second optical component l (43lb, 41b, 42b) is arranged between objective (65) and analyzer (66) in such a way that the object-side beam merging point (Sb) with Idem focal point of Lens (65) coincides. Ernst Zeitz GmlbH Vertreter: Dériaz, Kirker & Cie., Geneve Ernst Zeitz GmlbH Representatives: Dériaz, Kirker & Cie., Geneve
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