DE102004019823A1 - Strahlteilerwürfel - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Strahlteilerwürfel (1), der aus zwei Prismen (2, 3) zusammengesetzt ist, wobei die Prismen (2, 3) mit zwei Flächen aneinander gefügt sind und zwischen diesen Fügeflächen oder auf diesen Fügeflächen Materialien und/oder Strukturen als strahlteilende Schicht (4) aufgebracht oder eingebracht sind. DOLLAR A Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß eine der optisch wirkenden Flächen, die von Strahlung (5, 6) durchdrungen werden, eine diffraktive Struktur (7) aufweist.

Description

• Die Erfindung betrifft einen Strahlteilerwürfel, der aus zwei Prismen zusammengesetzt ist, wobei die Prismen mit zwei Flächen aneinander gefügt sind und zwischen diesen Fügeflächen oder auf die Oberfläche dieser Fügeflächen Materialien und/oder Strukturen aufgebracht oder eingebracht sind, die eine strahlteilende und/oder strahlvereinigende Wirkung haben.
• Strahlteilerwürfel dienen zum Teilen oder Vereinigen von Strahlengängen und sind stabile und kompakte optische Bauelemente. Aufgeteilt oder vereinigt werden Strahlen verschiedener Polarisation und/oder Wellenlänge. Strahlteilerwürfel werden kommerziell angeboten. Besonderer Vorteil ist, daß der transmittierte Strahl ohne Strahlversatz und Strahlablenkung den Strahlteilerwürfel passiert.
• Aus US 5,151,823 A ist ein optisches Element bekannt, bei dem refraktive und diffraktive optische Wirkungen miteinander kombiniert sind. Auf die optische Fläche einer refraktiven Linse ist ein diffraktives optisches Element aufgebracht, welches der Korrektur von Abbildungsfehlern dient.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Strahlteilerwürfel so weiter zu entwickeln, daß dieser umfangreichere optische Funktionen im Strahlengang eines Gerätes erfüllen kann.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Strahlteilerwürfel dadurch gelöst, daß eine der optisch wirkenden Flächen, die von Strahlung durchdrungen wird, eine diffraktive Struktur aufweist.
• Mit Hilfe der Erfindung gelingt es komplexe optische Systeme vergleichsweise einfach, mit einer geringen Anzahl von einzelnen Komponenten aufzubauen.
• Das optische System wird kompakter und das Gewicht wird reduziert. Durch die Reduzierung einzelstehender Komponenten wird die Justage des Gesamtsystems deutlich vereinfacht.
• Eine vorteilhafte Ausbildung erfährt die Erfindung dadurch, daß die optische Fläche plan, sphärisch konkav, sphärisch konvex oder als Freiformfläche ausgebildet ist wobei die diffraktive Struktur auf diese Fläche aufgebracht oder in diese eingebracht ist.
• Die diffraktive Struktur kann, bezogen auf eine optische Achse eine rotationssymmetrische oder eine asymmetrische Form aufweisen.
• Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, daß die diffraktive Struktur für eine Arbeitswellenlänge eine andere optische Wirkung aufweist als bei einer Beobachtungswellenlänge.
• Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von Figuren beschrieben. Es zeigen:
• 1: Strahlteilerprisma nach dem Stand der Technik
• 2: Strahlteilerprisma mit diffraktiven Strukturen auf äußeren Grenzflächen
• 3: Strahlteilerprisma mit diffraktiven Strukturen auf einer inneren Grenzfläche
• 4: Strahlteilerprisma mit diffraktiven Strukturen auf einer sphärischen äußeren Grenzfläche
• Die 1 zeigt den Stand der Technik, wie dieser einleitend beschrieben wurde. Gezeigt ist ein Strahlteilerwürfel 1 bestehend aus zwei Prismen 2 und 3, zwischen deren Hypotenuseflächen eine strahlteilende Schicht 4 angeordnet ist. Die einfallenden Strahlen 5 und 5' werden an der strahlteilenden Schicht 4 zu ausfallenden Strahlen 6 zusammengeführt.
• 2 zeigt den Strahlteilerwürfel gemäß 1. Die Lichteintrittsflächen für die einfallenden Strahlen 5 und die Lichtaustrittsfläche für den ausfallenden Strahl 6 sind Planflächen. In deren Oberfläche ist jeweils eine diffraktive Struktur 7, 7' und 7'' eingebracht, die optisch abbildende Eigenschaften hat.
• 3 zeigt einen Strahlteilerwürfel 1, bei dem die diffraktive Struktur 7 innerhalb der strahlteilenden Schicht 4 eingebracht ist.
• 4 zeigt einen Strahlteilerwürfel 1, bei dem die diffraktive Struktur 7 auf eine sphärisch gewölbten Fläche 8 aufgebracht ist.

1

Strahlteilerwürfel

2

Prisma

3

Prisma

4

strahlteilende Schicht

5

einfallender Strahl

6

ausfallende Strahlen

7

diffraktive Struktur

8

sphärische Fläche

Claims (4)

1. Strahlteilerwürfel (1), der aus zwei Prismen (2, 3) zusammengesetzt ist, wobei die Prismen (2, 3) mit zwei Flächen aneinander gefügt sind und zwischen diesen Fügeflächen oder auf die Oberfläche dieser Fügeflächen Materialien und/oder Strukturen als strahlteilende Schicht (4) aufgebracht oder eingebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine der optisch wirkenden Flächen, die von Strahlung (5, 6) durchdrungen werden, eine diffraktive Struktur (7) aufweist.
2. Strahlteilerwürfel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Fläche plan, sphärisch konkav, sphärisch konvex oder als Freiformfläche ausgebildet ist, wobei die diffraktive Struktur (7) auf diese Fläche aufgebracht oder in diese eingebracht ist.
3. Strahlteilerwürfel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die diffraktive Struktur (7), bezogen auf eine optische Achse eine rotationssymmetrische oder eine asymmetrische Form aufweist.
4. Strahlteilerwürfel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die diffraktive Struktur (7) für eine Arbeitswellenlänge eine andere optische Wirkung aufweist als bei einer Beobachtungswellenlänge.