DD256929A1

DD256929A1 - OPTICAL ARRANGEMENT FOR CONTINUOUS ILLUMINATION

Info

Publication number: DD256929A1
Application number: DD29900287A
Authority: DD
Inventors: Wolfgang Nebe
Original assignee: Zeiss Jena Veb Carl
Priority date: 1987-01-02
Filing date: 1987-01-02
Publication date: 1988-05-25

Abstract

Bei einer Anordnung zur kontinuierlichen Lichtschwaechung, bei der das einfallende Lichtbuendel unter veraenderbarem Winkel auf ein erstes ebenes Reflexionselement faellt, ist das erste Reflexionselement um eine Achse drehbar, die die Schwenkachse fuer ein zweites Reflexionselement bildet. Das zweite Reflexionselement richtet das Lichtbuendel auf einen Ort in der Achse, von dem aus ein drittes Reflexionselement dem Buendel eine vorgegebene feste Richtung gibt. Fig. 1In an arrangement for continuous Lichtschwaechung in which the incident Lichtbuendel falls veraenderbarem angle to a first planar reflection element, the first reflection element is rotatable about an axis which forms the pivot axis for a second reflection element. The second reflection element directs the Lichtbuendel to a location in the axis from which a third reflection element gives the bundle a predetermined fixed direction. Fig. 1

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen . *For this 1 page drawings. *

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur kontinuierlichen Lichtschwächung, die insbesondere in der Ultrakurzzeit-Spektroskopie und auch zur Untersuchung nichtlinearer Prozesse Anwendung findet.The invention relates to an arrangement for continuous attenuation of light, which finds application in particular in ultra-short-time spectroscopy and also for the investigation of non-linear processes.

Characteristic of the known technical solutions

Unter den Einrichtungen zur kontinuierlichen Schwächung eines Lichtstromes werden vor allem solche bevorzugt, die gekreuzte Polarisatoren verwenden. Diese haben jedoch den Nachteil, daß stets linear polarisiertes Licht erzeugt wird, daß die erreichbare Lichtschwächung wesentlich vom Polarisationsgrad der Filter abhängt, und daß der Spektralbereich durch den der Filter begrenzt ist.Among the devices for the continuous attenuation of a luminous flux, especially those using crossed polarizers are preferred. However, these have the disadvantage that always linearly polarized light is generated, that the achievable light attenuation depends significantly on the degree of polarization of the filter, and that the spectral range is limited by the filter.

Andere kontinuierliche wirkende Lichtschwächungseinrichtungen vermeiden diese Nachteile, indem sie als Wirkprinzipien Interferenz, Reflexion oder Totalreflexion verwenden.Other continuous-action light attenuation devices avoid these disadvantages by using interference, reflection or total reflection as the operating principles.

Ein variabler Schwächungsgrad kann durch den Einsatz mechanischer Drehglieder erreicht werden. Dabei wird entweder die Winkelabhängigkeit der Reflexion unbeschichteter Glasplatten ausgenutzt oder Homogenfilter unterschiedlichen Schwächungsgrades werden in den Strahlengang geschwenkt. Die Schwächung eines Strahlenbündels ist ebenfalls mittels mechanischer Translationsglieder möglich, die der definierten Verschiebung von inhomogenen Schwächungsfiltern dienen. Nachteilig an diesen technischen Lösungen ist, daß sich bei der Durchstimmung der Lichtschwächung die optische Weglänge des Lichtes in so starkem Maße ändert, daß bei Untersuchungen auf dem Gebiet der Ultrakurzzeit-Spektroskopie störende Verzögerungen des Meßsignales auftreten können.A variable degree of weakening can be achieved by using mechanical rotary members. In this case, either the angular dependence of the reflection of uncoated glass plates is utilized or homogeneous filters of different degree of weakening are pivoted into the beam path. The attenuation of a beam is also possible by means of mechanical translational elements that serve the defined displacement of inhomogeneous attenuation filters. A disadvantage of these technical solutions is that in the tuning of the light attenuation, the optical path length of the light changes to such a degree that in investigations in the field of ultra-short-time spectroscopy disturbing delays of the measuring signal may occur.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen, insbesondere eine für die Ultrakurzzeit-Spektroskopie geeignete kontinuierliche Änderung der Energie des Lichtstromes über mehrere Zehner-Potenzen zu gewährleisten und sich auf das Meßergebnis auswirkende störende Verzögerungen des Meßsignals zu vermeiden.The aim of the invention is to eliminate the disadvantages of the prior art, in particular to ensure a suitable for ultra-short-time spectroscopy continuous change in the energy of the luminous flux over several powers of ten and to avoid affecting the measurement result disturbing delays of the measuring signal.

Explanation of the essence of the invention

Aufgabe ist es, bei der Lichtschwächung einen vorgegebenen Lichtweg konstanter optischer Weglänge zu realisieren. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine optische Anordnung zur kontinuierlichen Lichtschwächung gelöst, bei der das einfallende Lichtbündel unter veränderbarem Winkel auf ein erstes ebenes Reflexionselement fällt, das um eine Achse drehbar ist, die die Schwenkachse für ein zweites Reflexionselement bildet. Das am ersten Reflexionselement reflektierte Bündel wird durch das zweite Reflexionselement auf einen Ort in der Achse gerichtet, von dem aus ein drittes Reflexionselement dem Bündel eine vorgegebene Richtung gibt. Vorteilhafterweise besteht das zweite Reflexionselement aus zueinander geneigten Spiegeln, die das am ersten Reflexionselement erflektierte Bündel als parallel versetztes Bündel auf den Ort in der Achse richten. Ferner ist es vorteilhaft, das erste und das dritte Reflexionselement als fest miteinander gekoppelter Spiegel auzubilden, die entweder parallel oder senkrecht zueinander angeordnet sind.The task is to realize a predetermined optical path of constant optical path length during the attenuation of light. The object is achieved by an optical arrangement for continuous attenuation of light, wherein the incident light beam falls at a variable angle to a first planar reflection element which is rotatable about an axis which forms the pivot axis for a second reflection element. The bundle reflected on the first reflection element is directed by the second reflection element to a location in the axis from which a third reflection element gives the bundle a predetermined direction. Advantageously, the second reflection element consists of mutually inclined mirrors which direct the bundle reflected on the first reflection element to the location in the axis as a parallel offset bundle. Furthermore, it is advantageous to auzubilden the first and the third reflection element as fixedly coupled to each other, which are arranged either parallel or perpendicular to each other.

Durch die beschriebene Anordnung wird ein Lichtbündel durch Drehen reflektierender Flächen in seiner Intensität kontinuierlich geschwächt und in eine vorgegebene Richtung gelenkt. Während der Verstellung bleibt der optische Weg des Lichtbündels konstant.As a result of the described arrangement, a light bundle is continuously attenuated in its intensity by rotating reflective surfaces and directed in a predetermined direction. During the adjustment, the optical path of the light beam remains constant.

embodiment

Die Erfindung soll nachstehend anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to the schematic drawing. Show it:

Fig. 1: der Grundprinzip der beschriebenen SchwächungsanordnungFig. 1: The basic principle of the described weakening arrangement

Fig.2: die Schwächungsanordnung mit Retrospiegel und parallel versetztem Ein- und Austrittslichtbündel Fig.3: die Schwächungsanordnung mit Retrospiegel2: the weakening arrangement with retro mirror and parallel offset entrance and exit light bundle FIG. 3: the weakening arrangement with retro mirror

Ein Lichtbündel 1 ist auf ein erstes Reflexionselement gerichtet, das als Spiegel 2 ausgebildet und um eine Achse A-A drehbar ist. Die Achse A-A bildet gleichzeitig die Schwenkachse für ein zweites Reflexionselement, einen Spiegel 3, der das Lichtbündel 1 auf einen Ort P in der Achse A-A lenkt. Das erfolgt dadurch, daß bei Drehung des Spiegels 2 um einen Winkel α der Spiegel 3 um den Winkel 2a geschwenkt wird.A light beam 1 is directed to a first reflection element, which is formed as a mirror 2 and is rotatable about an axis AA. The axis AA simultaneously forms the pivot axis for a second reflection element, a mirror 3, which directs the light beam 1 to a location P in the axis AA. This is done by the mirror 3 is rotated by the angle 2a during rotation of the mirror 2 by an angle α .

Ein drittes Reflexionselement, der Spiegel 4, ist am Ort P angeordnet und richtet das Lichtbündel 1 entlang der Achse A-A, indem die Spiegelnormale in einer Ebene liegt, die durch den vom Spiegel 3 reflektierten Lichtbündelteil und der Achse A-A gebildet wird. Die Drehung des Spiegels 4 ist mit der Bewegung des Spiegels 3 gekoppelt.A third reflection element, the mirror 4, is located at location P and directs the light beam 1 along the axis A-A, with the mirror normal lying in a plane formed by the light beam portion reflected from the mirror 3 and the axis A-A. The rotation of the mirror 4 is coupled with the movement of the mirror 3.

In Fig. 2 ist anstatt des Spiegels 3 ein Retrospiegel 5 eingesetzt, der das vom Spiegel 2 reflektierte Lichtbündel 1 parallel in umgekehrter Richtung in die Achse A-A spiegelt. Der Spiegel 4 ist senkrecht zum Spiegel 2 angeordnet und mit diesem gekoppelt, d. h. um den gleichen Winkel drehbar. Seine Spiegelnormale liegt in einer Ebene senkrecht zur Drehachse. DieIn Fig. 2, instead of the mirror 3, a retro mirror 5 is used, which mirrors the light beam 1 reflected by the mirror 2 in parallel in the reverse direction in the axis A-A. The mirror 4 is arranged perpendicular to the mirror 2 and coupled thereto, d. H. rotatable by the same angle. Its mirror normal lies in a plane perpendicular to the axis of rotation. The

vorgegebene feste Richtung ist bei diesem Beispiel eine zur Einfallsrichtung parallel versetzte. .predetermined fixed direction is in this example a parallel offset to the direction of incidence. ,

Fig.3 stellt eine Variante dar, die durch ein Umlenkprisma 6 in einen vorgegebenen Strahlengang einschaltbar ist, ohne daß die Richtung des ein-und austretenden Lichtbündels geändert wird. Die entsprechend parallel zueinander verlaufenden Lichtbündelteile werden durch den Retrospiegel 5 wie in Fig. 2 erzeugt und durch die parallele Ansteuerung der Spiegel 2 und 4 fortgesetzt. Spiegel 2 und 4 sind aus einem Stück 7 gefertigt.3 shows a variant which can be switched by a deflection prism 6 in a predetermined beam path, without the direction of the incoming and outgoing light beam is changed. The correspondingly mutually parallel light beam parts are generated by the retro mirror 5 as shown in FIG. 2 and continued by the parallel control of the mirrors 2 and 4. Mirrors 2 and 4 are made of one piece 7.

Claims

1. An optical arrangement for continuous light attenuation, wherein the incident light beam falls at a variable angle to a first planar reflection element, characterized in that the first reflection element is rotatable about an axis which forms the pivot axis for a second reflection element, that on the first reflection element reflects reflected bundles to a location in the axis from which a third reflection element gives the bundle a predetermined fixed direction.

2. An optical arrangement according to claim!, Characterized in that the second reflection element consists of mutually inclined mirrors, which direct the reflected beam on the first reflection bundle as parallel offset bundle to a fixed location in the axis.

3. An optical arrangement according to claim 2, characterized in that the first and the third reflection element are fixedly coupled to each other mirror.

4. An optical arrangement according to claim 3, characterized in that the mutually coupled mirrors are arranged parallel to each other.

5. An optical arrangement according to claim 3, characterized in that the mutually coupled mirrors are arranged perpendicular to each other.