DE10047339A1 - Vorrichtung zur Erzeugung von parallelen Lichtstrahlen - Google Patents
Vorrichtung zur Erzeugung von parallelen LichtstrahlenInfo
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Abstract
Es wird eine Vorrichtung zur Erzeugung von parallelen Lichtstrahlen mit einem Strahlteiler, bei dem ein Lichtstrahl in zwei parallele Strahlen aufgespalten wird, beschrieben. Der Strahlteiler ist eine planparallele lichtdurchlässige Platte (1), mit einer Vorderseite (2), auf die der Lichtstrahl (5) auftrifft und aufgespalten wird, so dass er an der Rückseite (3) als zwei parallele Strahlen (9, 11) die Platte (1) verläßt. Die Vorderseite (2) der Platte (1) ist in dem Bereich (6), der außerhalb des Strahleinfalls liegt, vollverspiegelt und die Rückseite (3) ist im Bereich (7) des Austritts des transmittierten Strahles (9) teilverspiegelt. Die Platte (1) ist ferner um eine Kippachse (P) zur Veränderung des Strahleinfallwinkels (gamma) kippbar und die Kippachse (P) verläuft in der Erstreckungsebene der Platte (1) parallel zu den planparallelen Seitenflächen (2, 3) der Platte (1) und durch den Auftreffpunkt (A) des einfallenden Lichtstrahles (5).
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung von pa
rallelen Lichtstrahlen gemäß dem Oberbegriff des Hauptan
spruchs.
In der optischen Meßtechnik sind Verfahren bekannt, mit deren
Hilfe parallele Lichtstrahlen erzeugt werden können. Die
DE 29 34 407 A1 beschreibt eine Vorrichtung, die Lichtstrahlen mit
Hilfe von Doppelschlitzblenden aufspaltet. Der Einsatz von
Doppelschlitzblenden eignet sich nur für genügend ausgedehnte
Lichtquellen. Problematisch hierbei ist, dass bei der Strahl
teilung erhebliche Intensitätsverluste zu verzeichnen sind.
In der US 005 146 284 A oder "LEITZ Interferenz-Mikroskop,
Ernst Leitz GmbH, Wetzlar, Deutschland" sind Vorrichtungen mit
Prismen für Weißlichtinterferometrie, z. B. Mach-Zehnder-
Interferometer, beschrieben. Kombinationen aus Beugungsgitter
und Linsen sind aus EP-A1 0 002 873 oder US 5 029 243 bekannt.
Vorrichtungen bestehend aus Strahlteiler und Spiegel bzw. Um
lenkprismen sind in Applied Optics 37 (1998) 6511, beschrie
ben. Die meisten dieser Techniken sind hinsichtlich Herstel
lung bzw. Montage und Justageprozedur technisch aufwendig.
Nachteilig beim Einsatz eines Beugungsgitters ist, dass eben
falls Intensitätsverluste auftreten, wenn nur zwei Teilstrah
len benötigt werden und der Abstand der erzeugten parallelen
Strahlen fest vorgegeben ist. Prismen für Weißlicht-Inter
ferometrie (Mach-Zehnder-Interferometer) sind sehr kostspielig,
da solche Prismen gewährleisten müssen, dass die beiden Teil
strahlen optische Wege mit derselben Länge zurücklegen. Das
Prisma ist sehr kostspielig und für viele Anwendungen, die ge
ringe oder keine Anforderungen an die Kohärenz der Strahlen
haben, zu teuer. Bei einer Kombination aus Strahlteiler und
Spiegel bzw. 90°-Prisma läßt sich der Abstand der parallelen
Strahlen durch die Variation des Abstandes zwischen Strahltei
ler und Spiegel/90°-Prisma bis zu einem Minimalabstand von ei
nigen Millimetern variieren. Allerdings ist es in der Regel
schwierig, parallele Strahlen gleicher Intensität zu erzeugen.
Darüber hinaus ist die Justageprozedur zur Erzeugung der Par
allelität aufwendig und empfindlich gegenüber kleinen Erschüt
terungen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung
anzugeben, die es ermöglicht auf einfache Weise eine hohe Prä
zision der Parallelität der Strahlen mit beliebigem Intensi
tätsverhältnis zu erreichen.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche stellen vorteil
hafte Weiterbildungen dar.
Danach ist vorgesehen, dass als Vorrichtung zur Erzeugung von
parallelen Lichtstrahlen eine lichtdurchlässige Platte dient,
die planparallele Vorder- und Rückseiten aufweist, wobei ein
in zwei parallele Lichtstrahlen zu teilender Lichtstrahl auf
die Vorderseite der Platte auftrifft und die Platte als zwei
parallele Strahlen auf der Rückseite verläßt. Dazu ist die
Platte an ihrer Vorderseite im Bereich außerhalb des Strahl
einfalls voll verspiegelt. Die Rückseite der Platte ist im
Bereich des transmittierten Lichtstrahles teilverspiegelt. Die
Platte ist zur Änderung des Lichtstrahleinfallwinkels und da
mit zur Änderung des Abstandes der austretenden Lichtstrahlen
um eine Kippachse kippbar. Die Kippachse liegt in der Erstrec
kungsebene der Platte parallel zu den planparallelen Seiten
flächen derselben und verläuft durch den Auftreffpunkt des
einfallenden Lichtstrahles.
Es ist besonderes vorteilhaft, wenn die Vorderseite der Platte
im Bereich des Lichtstrahleinfalls entspiegelt ist. Dadurch
wird vermieden, dass bereits in diesem Bereich Intensitätsver
luste entstehen. Das gleiche gilt für den entspiegelten Be
reich der Rückseite.
Gemäß der Ausgestaltung nach Anspruch 2 ist vorgesehen, dass
die Kippachse senkrecht zur Strahleinfallebene verläuft. Dies
ist dann der Fall, wenn der Lichtstrahl senkrecht auf die Vor
derseite der Platte trifft.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung nach Anspruch 5 ist
ein Überlappungsbereich vorhanden, in dem, bei senkrechter
Aufsicht auf die Platte, der vollverspiegelte Bereich der Vor
derseite sich mit dem teilverspiegelten Bereich der Rückseite
überlappt.
Gemäß der Erfindung erfolgt die Strahlteilung folgendermaßen:
Der einfallende Lichtstrahl tritt an der Vorderseite der Plat te ein, läuft durch die Platte durch und wird durch das Auf treffen auf den teilverspiegelten Bereich der Rückseite der Platte teils reflektiert und teils transmittiert. Der trans mittierte Strahl erfährt gegenüber dem einfallenden Licht strahl lediglich einen räumlichen Versatz, die Richtung der beiden Strahlen stimmt überein. Der an dem teilverspiegelten Bereich reflektierte Strahl trifft auf den vollverspiegelten Bereich der Vorderseite auf, wo er erneut reflektiert wird und tritt dann, parallel zu dem einfallenden und transmittierten Lichtstrahl, in dem entspiegelten Bereich der Rückseite der Platte aus.
Der einfallende Lichtstrahl tritt an der Vorderseite der Plat te ein, läuft durch die Platte durch und wird durch das Auf treffen auf den teilverspiegelten Bereich der Rückseite der Platte teils reflektiert und teils transmittiert. Der trans mittierte Strahl erfährt gegenüber dem einfallenden Licht strahl lediglich einen räumlichen Versatz, die Richtung der beiden Strahlen stimmt überein. Der an dem teilverspiegelten Bereich reflektierte Strahl trifft auf den vollverspiegelten Bereich der Vorderseite auf, wo er erneut reflektiert wird und tritt dann, parallel zu dem einfallenden und transmittierten Lichtstrahl, in dem entspiegelten Bereich der Rückseite der Platte aus.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung nach Anspruch 6 ist
vorgesehen, dass der Überlappungsbereich so ausgestaltet ist,
dass der teilverspiegelte Bereich der Rückseite von einer Li
nie ausgeht, die der Trennlinie zwischen dem vollverspiegelten
Bereich und dem Bereich das Strahleinfalls, bzw. dem entspie
gelten Bereich der Vorderseite entspricht und sich in Richtung
des vollverspiegelten Bereichs der Vorderseite erstreckt, und
auf eine zur Trennlinie parallele Linie trifft, deren Abstand
von der Trennlinie in Abhängigkeit von der Dicke der Platte,
dem Strahleinfallwinkel und dem Brechungsindex des Plattenma
terials abhängig ist. Die Platte ist zur Änderung des Strahl
einfallwinkels um die Kippachse kippbar. Sie ist gleichzeitig
entlang der Kippachse verschiebbar. Dadurch wird erreicht, dass
der transmittierte Strahl an der Rückseite der Platte für ei
nen weiten Wertebereich des Strahleinfallwinkels immer den
teilverspiegelten Bereich trifft und aus der Platte austritt
und der von dem teilverspiegelten Bereich der Rückseite und
dem vollverspiegelten Bereich der Vorderseite reflektierte
Lichtstrahl immer den entspiegelten Bereich trifft und aus der
Platte austritt. Dadurch ist die kontinuierliche Einstellung
des Abstandes der erzeugten parallelen Strahlen in einem gro
ßen Wertebereich möglich. Dieser ist von der Plattendicke, dem
Brechungsindex des Plattenmaterials und dem Kippwinkel der
Platte bzw. dem Lichtauftreffwinkel abhängig.
In Ausgestaltung sieht die Erfindung vor, dass kein Überlap
pungsbereich vorhanden ist, d. h. dass der teilverspiegelte Be
reich der Rückseite dem Bereich des Strahleinfalls (dem ent
spiegelten Bereich) der Vorderseite und der vollverspiegelte
Bereich der Vorderseite dem entspiegelten Bereich der Rücksei
te entspricht. Die Platte ist bei dieser Ausgestaltung zur Än
derung des Strahleinfallwinkels um die Kippachse kippbar und
in der zur Kippachse senkrechten Ebene senkrecht zur Richtung
des einfallenden Strahles verschiebbar so, dass der Auftreff
punkt des Lichtstrahls und die Kippachse entsprechend der Än
derung des Strahleinfallwinkels voneinander beabstandbar sind.
In Ausgestaltung ist vorgesehen dass die Platte zu Änderung
des Strahleinfallwinkels kippbar ist und in zur Kippachse und
zur Richtung des einfallenden Strahles senkrechter Richtung
verschiebbar ist. Durch diese Verkippung und entsprechende
Verschiebung der Platte ist erreicht, dass der Abstand der
austretenden parallelen Strahlen in einen großen Bereich, von
sehr kleinen bis zu sehr großen Abständen einstellbar ist.
Der Abstand der Strahlen ist stufenlos veränderbar, da sich
die Platte in einer Halterung befindet, die stufenlose Verän
derungen ihrer Position erlaubt.
Für die Erzeugung zweier parallelen Strahlen ist es wesent
lich, dass der Überlappungsbereich bei senkrechter Aufsicht
auf die Platte mindestens so breit ist, wie der Abstand zwi
schen dem Austrittspunkt des transmittierten Strahles und dem
Auftreffpunkt des einfallenden Strahles, aber geringer als der
Abstand zwischen dem letzt genannten Punkt und dem Austritts
punkt des transmittierten und in dem teilverspiegelten Bereich
der Vorderseite und in dem vollverspiegelten Bereich der Rück
seite reflektierten Strahles. Durch die Ausgestaltung nach den
Ansprüchen 6, 7 und 8 wird erreicht, dass ein maximaler Verkip
pungswinkel möglich ist, und dass die austretenden Strahlen
immer noch den teilverspiegelten Bereich bzw. den entspiegel
ten Bereich der Rückseite treffen. Um diesen Bereich bei einer
gegebenen Dicke der Platte und dem vorgegebenen Plattenmateri
al. d. h. dem vorgegebenen Brechungsindex möglichst groß zu ge
stalten, sind die Ausgestaltungen nach den Ansprüchen 6, 7 und
8 wesentlich.
Die Halterung, in der die Platte gehaltert ist, ist so kon
struiert, dass sie eine stufenlose Verkippung der Platte, da
mit eine stufenlose Änderung des Lichtauftreffwinkels und da
mit eine stufenlose Änderung des Abstandes der an der Rücksei
te der Platte austretenden parallelen Strahlen erlaubt.
Ferner ist die Halterung der Platte so ausgestaltet, dass sie
folgende Bewegungen der platte erlaubt: eine stufenlose Ver
schiebung entlang der Kippachse oder eine Verschiebung in der
zur Kippachse senkrechten Ebene in zur Richtung des einfallen
den Strahles senkrechten Richtung oder eine Verschiebung in
zur Kippachse und in zur Richtung des einfallenden Strahles
senkrechter Richtung oder alle genannten Bewegungen.
Vorteilhaft ist, wenn die lichtdurchlässige Platte als
Glasplatte ausgebildet ist.
Die entspiegelten, teilverspiegelten und vollverspiegelten Be
reiche sind durch eine Beschichtung der Platte aus Aluminium
oder Silber, oder durch eine dielektrische Beschichtung reali
siert.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich vorzugsweise zum
Einsatz in Lichtstreuinstrumenten in trüben Flüssigkeiten
eingesetzt werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird anhand von Zeichnungen
und Beispielen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 Einen Schnitt durch die Strahlteilerplatte mit einge
zeichnetem Strahlengang
Fig. 2 Darstellung einer Beschichtungsanordnung einer kreis
runden Platte
Fig. 3 Schematische Darstellung der Plattenbewegung für ver
schiedene Verkippungswinkel
Fig. 4 Darstellung des Strahlenabstands der parallelen
Strahlen in Abhängigkeit von verschiedenen Verkip
pungswinkeln für zwei verschiedene Plattendicken
Fig. 5 Darstellung der Breite des Überlappungsbereichs in
Abhängigkeit vom Verkippungswinkel für zwei verschie
dene Plattendicken
Die in Fig. 1 dargestellte Strahlteilerplatte 1 weist eine
planparallele Vorder- und Rückseite 2, 3, auf, denen jeweils
geeignete Beschichtungen aufgebracht sind. Die Vorderseite 2
der Platte 1 ist im Bereich 4 des einfallenden Lichtstrahles 5
durch eine geeignete Beschichtung entspiegelt und im übrigen
Bereich, d. h. im Bereich 6 (außerhalb des einfallenden Licht
strahles 5) durch eine geeignete Beschichtung vollverspiegelt.
Die Rückseite 3 der Platte 1 ist in einem Bereich 7 teilver
spiegelt und in einem anderen Bereich 8 entspiegelt. Die
Platte 1 weist eine Dicke f auf. Der einfallende Lichtstrahl 5
tritt im Punkt A ein und wird bei Punkt B durch den teilver
spiegelten Bereich 7 auf der Rückseite 3 der Platte 1 teils
reflektiert und teils transmittiert. Der transmittierte Strahl
9 ist gegenüber dem einfallenden Lichtstrahl 5 lediglich räum
lich versetzt, die Richtung des transmittierten Strahls 9
stimmt mit der des einfallenden Strahles 5 überein. Der von
dem teilverspiegelten Bereich 7 der Rückseite 3 reflektierte
Strahl 10 wird durch die vollverspiegelte Fläche 6 der Vorder
seite 2 der Platte 1 erneut reflektiert und tritt im Punkt C
parallel zu den Strahlen 5,9 aus der Platte 1 aus.
Die Platte 1 befindet sich in einer Kipphalterung (nicht dar
gestellt), in der sie um eine Kippachse P gekippt werden kann.
Die Kippachse P liegt in der Erstreckungsebene der Platte 1
und verläuft parallel zu ihren Seitenflächen, d. h. der Vorder
seite 2 und der Rückseite 3 und senkrecht zur Strahleinfalle
bene (bei einem senkrechten Strahleinfall) und durch den Auf
treffpunkt A des Lichtstrahles 5. Der Auftreffwinkel γ des
Lichtstrahles 5 im Punkt A ist der Winkel zwischen dem einfal
lenden Lichtstrahl 5 und der auf den Seitenflächen 2, 3 stehen
den Senkrechten 12. Dieser Winkel γ ist gleichzeitig der Kipp
winkel der Platte 1. Die in Fig. 1 dargestellte Platte 1 weist
ferner einen Überlappungsbereich 13 auf. Der Überlappungsbe
reich 13, ist der Bereich, bei dem, bei senkrechter Betrach
tung der Platte 1, der vollverspiegelte Bereich 6 der Vorder
seite 2 und der teilverspiegelte Bereich 7 der Rückseite 3
sich überlappen. Die Trennlinie 12a trennt die Bereiche 4 und
6.
Durch Verkippung der Platte 1 und somit die Veränderung von
Winkel γ wird der Abstand 14 der beiden aus der Platte 1 aus
tretenden parallelen Lichtstrahlen 9,11 in einem bestimmten
Wertebereich verändert und z. B. den Anforderungen entsprechend
eingestellt. Durch eine Halterung der Platte 1, die eine stu
fenlose Verkippung derselben und somit eine stufenlose Ände
rung des Winkels γ erlaubt, wird auch der Abstand 14 zwischen
den Strahlen 9 und 11 kontinuierlich verändert. Diese Änderung
des Strahlenabstandes 14 ist durch den Wert des Winkels γ und
die geometrischen Abhängigkeiten zwischen der Lage der Kip
pachse P, bzw. der Plattensenkrechten 12, die durch den Auf
treffpunkt A des Lichtstrahles 5 verläuft, und den Austritts
punkten B und C der parallelen Strahlen 9,11 bestimmt. Für die
Erzeugung zweier paralleler Strahlen muß der Überlappungsbe
reich 13 mindestens so breit sein wie der Abstand zwischen der
Kippachse P bzw. der Plattensenkrechten 12 und dem Austritts
punkt B des transmittierten Strahles 9, aber geringer als der
Abstand zwischen der Kippachse P und dem Austrittspunkt C des
zweiten parallelen Strahles 11.
In Fig. 2 ist eine Ausführungsform der lichtdurchlässigen
Platte 15 dargestellt, die es erlaubt, die Platte 15 für mög
lichst viele Winkel γ in einem sehr weiten Wertebereich einzu
setzen. Dazu ist auf der Vorderseite 16 der planparallelen
Platte 15 jeweils zur Hälfte ein entspiegelter Bereich 19 und
ein vollverspiegelter Bereich 18 vorgesehen. Auf der Rückseite
17 befindet sich ein entspiegelter und ein teilverspiegelter
Bereich 20, 21. Wie in Fig. 2 dargestellt, verläuft die Grenz
linie 22 zwischen diesen beiden Bereichen 20, 21 auf der Rück
seite 17 der Platte 15 so, dass sie an dem einen Ende einen
Schnittpunkt S mit einer Linie aufweist, die der Trennlinie 23
auf der Vorderseite 16 der Platte 15 zwischen den beiden Be
reichen 18, 19, entspricht, besitzt. Das andere Ende der
Grenzlinie 22 besitzt einen Schnittpunkt mit einer Linie 23a,
die mit einem Abstand Δd parallel zur Trennlinie 23 verläuft.
Der Abstand Δd ist in folgender Weise von der Dicke der Platte
f, dem maximalen Verkippungswinkel γ und dem Brechungsindex des
Plattenmaterials abhängig: Δd = d tan(arcsin(sinγmax/n)). Auf der
Rückseite 17 überspannt der entspiegelte Bereich 20 anteilsmä
ßig die kleinere Fläche. Bei senkrechter Aufsicht auf die
Platte 15 befindet sich der teilverspiegelte Bereich 21 der
Rückseite 17 im selben Kreisabschnitt wie der entspiegelte Be
reich 19 der Vorderseite 16 und der entspiegelte Bereich 20
der Rückseite 21 befindet sich im selben Kreisabschnitt wie
der vollverspiegelte Bereich 18 der Vorderseite 16. Die so
ausgestaltete Platte 15 ist so gehaltert, dass sie entlang der
Verkippungsachse 28, die durch den Auftreffpunkt A des Licht
strahles verläuft, verschiebbar ist, und durch die kombinier
te Verschiebungs- und Verkippbewegung ist der Abstand der aus
tretenden parallelen Strahlen in einem weiten Bereich stufen
los einstellbar. Der Abstand a der austretenden Strahlen wird
wie folgt bestimmt: a = 2f cosγ tan (arcsin (sinγ /n).
Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform der Platte 24, bei der die
beiden Bereiche der Vorderseite und die beiden Bereiche der
Rückseite einander entsprechen, so dass kein Überlappungsbe
reich vorhanden ist. Wie in Fig. 3 gezeigt, um einen großen
Bereich der Änderung des Abstandes 25, 26 der austretenden
Strahlen zu erreichen, wird die Platte 24, in einer zur Rich
tung des einfallenden Strahles 27 senkrechter Richtung R ver
schoben, so dass der Auftreffpunkt 28 des einfallenden Licht
strahles 27 und die Kippachse P bzw. die Plattensenkrechte 29,
die durch den Auftreffpunkt A des Lichtstrahles 27 auf die
Platte 24 verläuft, entsprechend der Änderung des Strahlein
fallwinkels γ voneinander beabstandet werden, damit der trans
mittierte Strahl 27a immer den teilverspiegelten Bereich der
Rückseite und der andere parallele Strahl 27b den entspiegel
ten Bereich der Rückseite trifft.
Fig. 4 zeigt beispielhaft den durch Verkippen der planparalle
len Platte 1, 15, 24 um den Winkel γ erreichbaren Strahlabstand
14,26 der beiden parallelen, an der Rückseite 3 austretenden,
Strahlen 9, 11, 27a, 27b. Für eine Platte mit der Dicke 20 mm
läßt sich der Strahlabstand z. B. zwischen 0 mm und 16 mm varia
bel einstellen (Kurve K1). Für eine Platte der Dicke 10 mm ist
nur ein geringerer Bereich, zwischen 0 mm und 8 mm zugänglich
(Kurve K2). Für diesen Fall läßt sich der Abstand der Strahlen
feiner regulieren.
Fig. 5 zeigt für beide Plattendicken der Fig. 4 die minimale
Breite des Überlappungsbereiches (L1, L2), der für verschiede
ne Verkippungswinkel γ erforderlich ist, damit der einfallende
Lichtstrahl an der Rückseite der planparallelen Platte die
teilverspiegelte Schicht trifft.
Es soll eine Platte mit der Dicke 20 mm verwendet werden, der
Abstand der parallelen Strahlen soll zwischen 15 mm und 5 mm
variiert werden. Ein Abstand von 15 mm erfordert einen Verkip
pungswinkel γ = 40°. Damit ergibt sich für die minimale Breite
des Überlappungsbereichs ein Wert von 9,9 mm. Analog dazu kann
man aus den Fig. 4 und 5 ablesen, daß für einen Abstand von 10
mm ein Verkippungswinkel von γ = 22° erforderlich wäre. Die mi
nimale Breite des Überlappungsbereichs beträgt dann 5,3 mm.
Damit ergibt sich für die Länge des Abstandes zwischen dem
Austrittspunkt des einen Strahles und der Kippachse zu
3.5,3 mm = 15,9 mm. Dies bedeutet, dass der zweite, an der voll ver
spiegelten Vorderseite der Platte reflektierte Strahl auf den
entspiegelten Bereich der Rückseite trifft und austreten kann.
Es werden zwei parallele Strahlen erzeugt.
Das ändert sich, wenn die Platte noch weiter verkippt wird, um
parallele Strahlen mit einem Abstand von 5 mm zu erzeugen.
Dann ist γ = 11° und die minimale Breite des Überlappungsbe
reichs ergibt sich zu 2,7 mm. Die Länge des Abstandes zwischen
dem Austrittspunkt des transmittierten Strahles und der Kip
pachse ist dann 3.2,7 mm = 8,1 mm. Das bedeutet, dass der an
der voll verspiegelten Vorderseite reflektierte Strahl auf den
teilverspiegelten Bereich der Rückseite trifft und kann nicht
vollständig austreten. Um die Breite des Überlappungsbereichs
zu reduzieren, muß in diesem Fall die Platte parallel zur Ver
kippungsachse verschoben werden, bis auch der zweite Strahl
aus der Platte austreten kann.
Claims (16)
1. Vorrichtung zur Erzeugung von parallelen Lichtstrahlen mit
einem Strahlteiler, bei dem ein Lichtstrahl in zwei parallele
Strahlen aufgespalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass der
Strahlteiler eine planparallele lichtdurchlässige Platte (1)
ist, mit einer Vorderseite (2) auf die der Lichtstrahl (5) auf
trifft und aufgespalten wird so, dass er an der Rückseite (3)
als zwei parallele Strahlen (9, 11) die Platte (1) verläßt, wobei
die Vorderseite (2) der Platte (1) in dem Bereich (6), der außer
halb des Strahleinfalls liegt, vollverspiegelt und die Rück
seite (3) im Bereich (7) des Austritts des transmittierten
Strahles (9) teilverspiegelt ist und wobei die Platte (1) um ei
ne Kippachse (P) zur Veränderung des Strahleinfallwinkels (γ)
kippbar ist und die Kippachse (P) in der Erstreckungsebene der
Platte (1) parallel zu den planparallelen Seitenflächen (2, 3)
der Platte (1) liegt und durch den Auftreffpunkt (A) des ein
fallenden Lichtstrahles (5) verläuft.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
die Kippachse (P) senkrecht zur Strahleinfallebene durch den
Auftreffpunkt (A) des einfallenden Lichtstrahles (5) verläuft.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass die Vorderseite (2) der Platte (1) im Bereich (4) des Licht
strahleinfalls entspiegelt ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass die Rückseite (3) der Platte (1) im Bereich (8) des Aus
tritts des von dem vollverspiegelten Bereich (6) der Vordersei
te (2) reflektierten Strahles (11) entspiegelt ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche da
durch gekennzeichnet, dass bei senkrechter Aufsicht auf die
Platte (1) ein Überlappungsbereich (13) vorhanden ist, in dem
sich der teilverspiegelte Bereich (7) der Rückseite (3) mit dem
vollverspiegelten Bereich (6) der Vorderseite (2) überlappt.
6. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, dass der Überlappungsbereich (13a) so
ausgestaltet ist, dass der teilverspiegelte Bereich (21) der
Rückseite (17) der Platte (15) von einer Linie (22) ausgeht, die
der Trennlinie (23) zwischen dem vollverspiegelten Bereich (18)
und dem Bereich (19) des Strahleinfalls, bzw. dem entspiegelten
Bereich (19) der Vorderseite (16) entspricht und sich in Rich
tung des vollverspiegelten Bereichs (18) der Vorderseite (16)
erstreckt, und auf eine parellele Linie (23a) trifft, deren Ab
stand (Δd) von der Trennlinie (23) in Abhängigkeit von der Dic
ke (f) der Platte (15), dem Strahleinfallwinkel (γ) und dem Bre
chungsindex(n) des Plattenmaterials bestimmt wird, und die
Platte (15) zur Änderung des Strahleinfallwinkels (γ) um die Kip
pachse (28) kippbar und entlang derselben verschiebbar ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge
kennzeichnet, dass der teilverspiegelte Bereich (7) der Rück
seite (3) dem entspiegelten Bereich (4) der Vorderseite (2) und
der vollverspiegelte Bereich (6) der Vorderseite (2) dem ent
spiegelten Bereich (8) der Rückseite (3) entspricht und die
Platte (24) um die Kippachse (P) zur Änderung des Strahleinfall
winkels (γ) kippbar und in einer zur Kippachse (P) senkrechten
Ebene in der zur Richtung des einfallenden Strahles (27) senk
rechten Richtung (R) verschiebbar ist so, dass der Auftreff
punkt des Lichtstrahls (A) und die Kippachse (P) entsprechend
der Änderung des Strahleinfallwinkels (y) voneinander beabstand
bar sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge
kennzeichnet, dass der teilverspiegelte Bereich (7) der Rück
seite (3) dem entspiegelten Bereich (4) der Vorderseite (2) und
der vollverspiegelte Bereich (6) der Vorderseite (2) dem ent
spiegelten Bereich (8) der Rückseite (3) entspricht und die
Platte (24) um die Kippachse (P) zur Änderung des Strahleinfall
winkels (γ) kippbar und in zur Kippachse (P) und zur Richtung des
einfallenden Strahles (27) senkrechten Richtung (R) verschiebbar
ist so, dass der Auftreffpunkt des Lichtstrahls (A) und die
Kippachse (P) entsprechend der Änderung des Strahleinfallwin
kels (γ) voneinander beabstandbar sind.
9. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis
6, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte (1, 15) in einer
Kipphalterung befestigt ist, die eine kontinuierliche Kippung
der Platte (1, 15) um die Kippachse (P, 28) und eine stufenlose
Verschiebung entlang der Kippachse (P, 28) erlaubt.
10. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis
5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung der Plat
te (1, 24) eine stufenlose Kippung um die Kippachse (P) und eine
stufenlose Verschiebung der Platte (1, 24) in der zur Kippach
se (P) senkrechten Ebene und in zur Richtung des einfallenden
Strahles (5, 27) senkrechter Richtung (R) erlaubt.
11. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis
5 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung der Plat
te (1, 24) eine stufenlose Kippung um die Kippachse (P) und eine
stufenlose Verschiebung in zur Kippachse (P) und zur Richtung
des einfallenden Strahles (27) senkrechter Richtung (R) erlaubt.
12. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche da
durch gekennzeichnet, dass die Platte (1, 15, 24) in einer Kipp
halterung befestigt ist, die eine kontinuierliche Kippung der
Platte (1, 15, 24) um die Kippachse (P, 28) und eine stufenlose
Verschiebung entlang der Kippachse (P, 28) und in der zur Kip
pachse senkrechten Ebene in zur Richtung des einfallenden
Strahles (5, 27) senkrechter Richtung (R) und in der zur Kippach
se (P,28) und zur Richtung des einfallenden Strahles (5, 27)
senkrechter Richtung (R) erlaubt.
13. Vorrichtung nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, dass
der Abstand (14, 25, 26) der austretenden Strahlen (9, 11, 27a, 27b)
stufenlos veränderbar ist.
14. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche da
durch gekennzeichnet, dass die Platte (1, 15, 24) eine Glasplat
te ist.
15. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche da
durch gekennzeichnet, dass die entspiegelten, teilverspiegel
ten und vollverspiegelten Bereiche durch eine Beschichtung der
Platte (1, 15, 24) aus Aluminium oder Silber, oder durch eine
dielektrische Beschichtung realisiert sind.
16. Verwendung der Vorrichtung nach einem der vorangegangenen
Ansprüche in Lichtstreuinstrumenten.
Priority Applications (9)
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Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
The Infrared Handbook ed: W. L. Wolfe, G. J. Zissis, 1989, Kp. 10. 4. 7. * |
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