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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen optischer Strahlteilerwürfel, bei dem jeweils zwei Prismen aus einem optisch transparenten Substrat an ihren Basisflächen aneinander gefügt sowie miteinander verbunden werden, wobei vor dem Aneinanderfügen zwischen den Basisflächen oder auf mindestens einer derselben wenigstens eine optisch wirksame Schicht angebracht wird.
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Optische Strahlteilerwürfel sind optische Bauelemente, mittels derer ein Lichtstrahl in zwei Teilstrahlen aufgetrennt werden kann oder zwei Strahlungsgänge zu einem einzigen Strahl vereinigt werden können. Dabei kann es sich um Strahlen unterschiedlicher Polarisation und/oder unterschiedlicher Wellenlängen handeln. Als besonderer Vorteil gilt, daß der transmittierte Strahl ohne Strahlversatz und Strahlablenkung den Strahlteilerwürfel passiert.
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Bislang werden für die Herstellung von Strahlteilerwürfeln Prismen getrennt voneinander hergestellt, ggf. poliert, beschichtet und dann zwei solcher Prismen an ihrer Basis zur Erzeugung eines Strahlteilerwürfels zusammengekittet.
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Diese Herstellung ist jedoch aufwendig und damit kostspielig, was den Einsatz solcher Strahlteilerwürfel bislang fast ausschließlich auf Einsatzfälle beschränkte, bei denen die relativ hohen Herstellkosten wirtschaftlich noch vertretbar sind. Andererseits war es bislang nicht möglich, die Teilerwürfel wegen deren aufwendigem Herstellungsverfahren bei sehr kostenempfindlichen Anwendungsfällen einzusetzen.
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Hier soll die Erfindung nun Abhilfe schaffen und ein Verfahren zur Herstellung optischer Strahlteilerwürfel vorschlagen, das eine gegenüber dem bisherigen Herstellungsverfahren erheblich kostengünstigere Herstellung dieser Strahlteilerwürfel gestattet und somit deren Einsatz auch bei gegenüber den bisherigen Einsatzmöglichkeiten erheblich kostenempfindlicheren Anwendungen eröffnet.
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Erfindungsgemäß wird dies bei einem Verfahren der eingangs genannten Art durch folgende Herstellungsschritte erreicht:
- a) zunächst werden Prismenplatten mit einer Vielzahl nebeneinander liegender Prismenleisten hergestellt, die jeweils im Querschnitt der gewünschten Prismenform entsprechen und sich entlang einer Längsrichtung erstrecken, wobei jede Prismenplatte auf ihrer Unterseite eine gemeinsame, von allen Prismenleisten gebildete Grundfläche aufweist, während auf ihrer Oberseite die Prismenleisten dachförmig in Firstlinien vorspringend angeordnet sind, die durch der Längsrichtung folgende Täler voneinander getrennt sind;
- b) jeweils zwei Prismenplatten werden mit ihren Grundflächen so aneinander gelegt, daß die Prismenleisten der zwei Primelplatten parallel zueinander verlaufen und sich jeweils gegenüberliegen, wobei zwischen den zwei Prismenplatten eine optisch wirksame Schicht angebracht wird oder zuvor auf mindestens einer der beiden Grundflächen wenigstens eine optisch wirksame Schicht aufgebracht wurde;
- c) die aufeinander gelegten Prismenplatten werden an ihren Grundflächen zu einem Prismenplatten-Paar verbunden, insbesondere zusammengekittet;
- d) das Prismenplatten-Paar wird entlang der Täler zwischen den Prismenleisten und quer zu den Längsrichtungen in Teilstücke aufgeschnitten, die jeweils einen Strahlteilerwürfel zu bilden.
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Das erfindungsgemäße Herstellverfahren ermöglicht es erstmals, in einem Herstellungsdurchgang in wirtschaftlicher Weise eine Vielzahl von Strahlteilerwürfeln herzustellen und die bisher übliche separate Herstellung der Dreiecksprismen, deren Einzelbearbeitung (Polieren, Beschichten) und deren Verkittung zu einem einzelnen Strahlteilerwürfel sowie den damit verbundenen erheblichen Herstellungsaufwand zu vermeiden.
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So wird bei der Erfindung durch die grundsätzliche Herstellung und Verwendung von Prismenplatten, deren jede eine Vielzahl parallel nebeneinander liegender, miteinander verbundener Prismenleisten umfaßt, bereits die Basis dafür geschaffen, daß mit einem Herstelldurchgang gleichzeitig eine Vielzahl von Strahlteilerwürfeln erzeugt werden kann.
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Ist eine solche Prismenplatte hergestellt, kann anschließend z. B. das Aufbringen einer (oder mehrerer) optisch wirksamer Schichten auf der gemeinsamen Grundfläche aller Prismenleisten vorgenommen werden, was wiederum mit einem einzigen Beschichtungsvorgang wirtschaftlich durchführbar ist.
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Die bei dem erfindungsgemäßen Herstellverfahren sich anschließenden Schritte des Aneinanderlegens zweier solcher Prismenplatten mit ihren Grundflächen gegeneinander und ggf. des Einbringens einer optisch wirksamen Schicht zwischen die Grundflächen sowie des hiernach erfolgenden Verbindens dieser beiden aneinanderliegenden Prismenplatten zu einem Prismenplatten-Paar sind erneut im Hinblick auf die Herstellkosten sehr günstig ausführbar. Dabei sind die miteinander verbunden, insbesondere verkitteten, Prismenplatten so zueinander ausgerichtet, daß die Anordnung ihrer Prismenleisten bezüglich der Ebene der aneinander liegenden Grundflächen spiegelsymmetrisch vorliegt.
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Zwei solchermaßen aufeinandergelegte und verbundene Prismenplatten werden dann vereinzelt, um die Strahlteilerwürfel zu bilden. Hierfür kommen verschiedene Möglichkeiten in Betracht. Eine umfaßt folgende Schritte:
- d1) das Prismenplatten-Paar wird auf einer Seite mit den dort vorspringenden Firstlinien (16) seiner Prismenleisten (8) auf einer Unterlage (12, 12’) lösbar befestigt, insbesondere aufgeklebt;
- d2) sodann werden beide Prismenplatten (7, 7’) entlang der Täler (11) zwischen den Prismenleisten (8) aufgeschnitten;
- d3) anschließend werden alle Prismenleisten (8) senkrecht zu ihrer Längsrichtung in die Teilstücke (24) getrennt und
- d4) die Teilstücke (24) werden von der Unterlage (12, 12’) gelöst.
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Dabei werden die verbundenen Prismenplatten auf einer Seite mit den dorthin vorspringenden Firstlinien der Prismenleisten auf einer klebenden Unterlage lösbar verklebt. Die auf der Ablageseite angeordneten Prismenleisten kleben dann entlang ihren vorspringenden Firstlinien an der klebenden Unterlage (lösbar) an. Wenn nun in einem anschließenden Herstellungsvorgang die zusammengekitteten Prismenplatten-Paare entlang der Täler zwischen den Prismenleisten aufgeschnitten werden, gewährleisten die Verklebungen an den Firstlinien der Prismenleisten, daß sich die Lage der Prismenleisten während des Trennvorganges relativ zueinander nicht verändert, so daß auch eine ganz präzise Ausführung der vorzunehmenden Trennvorgänge sichergestellt ist.
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In einem letzten Herstellungsschritt kann nun eine Auftrennung der zusammengekitteten Paare von Prismenleisten senkrecht zu deren Längserstreckung in einzelne Teilstücke erfolgen, deren jedes bereits einen fertigen Strahlteilerwürfel darstellt, wobei auch hier während des Trennvorganges die einzelnen Prismenleisten in ihren relativen Lagen zueinander durch die Verklebung an ihren Unterseiten auf der klebenden Unterlage festgehalten werden.
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Damit ist mit einem Herstellungsdurchgang bei dem erfindungsgemäßen Verfahren gleichzeitig eine Vielzahl von Teilerwürfeln herstellbar, wodurch sich die Herstellungskosten, bezogen auf den einzelnen Teilerwürfel, ganz erheblich gegenüber einer Einzelherstellung solcher Teilerwürfel reduzieren, wozu auch beiträgt, daß bei einer solchen Herstellung keine Umlagerung der Einzelteile erfolgen muß. Der kostenmäßige Vorteil ist dabei so erheblich, daß sich nunmehr für die Anwendung solcher Teilerwürfel auch Einsatzgebiete für diese erschließen, bei denen sie bislang wegen ihrer hohen Herstellungskosten wirtschaftlich nicht sinnvoll einsetzbar waren, so z. B. bei Glukose-Meßsensoren.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind an den Prismenplatten die Prismenleisten mit mindestens einem senkrecht zu ihrer Längserstreckung liegenden, mit einer ebenen Oberfläche versehenen Haltesteg mit gleicher Höhe wie die Prismenleisten selbst verbunden, wobei beim Aufschneiden der Prismenplatten entlang der Täler zwischen den Prismenleisten jeweils auch der mindestens eine Haltesteg, senkrecht zu seiner Längserstreckung, mit durchgeschnitten wird.
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Sind durch diese Trennvorgänge die einzelnen Prismenleisten-Paare voneinander getrennt, ist an jedem derselben noch der beim Längsschnitt dort verbliebene Restanteil des mindestens einen Haltesteges befestigt. Bevorzugt wird dieser dann anschließend noch in einem weiteren Bearbeitungsschritt an allen Prismenleisten senkrecht zur Längsrichtung der Prismenleisten abgetrennt, wobei infolge der klebenden Unterlage weiterhin die Beibehaltung der Relativlage aller Einzelteile sichergestellt ist.
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Der Einsatz mindestens eines quer zu den Prismenleisten verlaufenden Haltesteges an jeder Prismenplatte mit gleicher Höhe wie diese ist nicht erforderlich, bringt jedoch im Hinblick auf ein Ankleben des Prismenplatten-Paares auf der Unterlage den Vorteil, daß die Fixierung der betreffenden Prismenplatte, die der Unterlage zugewendet ist und an dieser festklebt, nicht nur entlang den relativ kleinen Firstflächen der Prismenleisten erfolgt, sondern deutlich vergrößert wird durch die dann auf der klebenden Unterlage ebenfalls klebend aufliegende Oberfläche jedes Haltesteges, wodurch insgesamt die Fixierung des Prismenplatten-Paares auf der klebenden Unterlage deutlich verstärkt wird ohne daß in diesem Stadium die späteren optischen Flächen kontaktiert würden.
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Die Frage, ob eine solche verstärkte Verklebung an der Unterlage erforderlich oder zumindest wünschenswert ist, hängt u. a. davon ab, in welcher Weise die klebende Unterlage ausgebildet ist.
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In einer ganz besonders vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als klebende Unterlage ein Hilfsträger eingesetzt, auf dessen den zusammengekitteten Prismenplatten zugewandter Oberseite eine Schicht aus klebendem, verformbaren Material, z. B. Wachs, angebracht ist, in welche die vorspringenden Firstlinien der Prismenleisten der der klebenden Unterlage zugewandten unteren Prismenplatte des Prismenplatten-Paares zum Aufbau einer lösbaren Klebeverbindung eingedrückt werden. Für die Ausbildung der Schicht auf dem Hilfsträger kann dabei jedes geeignete, gut klebende, eine lösbare Verklebung herstellende Klebemittel eingesetzt werden, wobei sich z. B. die Verwendung des „Spezial-Kittlack C15“ der Firma Satisloh AG, Baar, Schweiz, besonders bewährt hat. Bei Verwendung eines solchen geeigneten Klebemittels als Auflage auf dem Hilfsträger kann bereits ein geringfügiges Eindrücken der Firstlinien der Prismenleisten zur Herstellung einer Klebeverbindung führen, die so stark ist, daß sie auch bei einem Trennvorgang, der rechtwinkelig zur Längsrichtung der Prismenleisten durchgeführt wird, nicht nur ein Verrutschen, sondern auch ein Verkippen der Prismenleisten, auch ohne Haltesteg(e), sicher verhindert.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als Unterlage eine geeignete Klebefolie eingesetzt. Da bei einer solchen Verwendung einer Klebefolie jedoch die Klebewirkung zwischen dieser und den auf ihr anliegenden Firstflächen der Prismenleisten etwas geringer ist, als bei einer klebenden Schicht in der die vorspringenden Firstlinien eingerückt sind, auch ein gewisses Eindrücken der Firstlinien in die klebende Schicht nicht möglich ist, empfiehlt sich bei einer solchen klebenden Unterlage die Verwendung von Prismenplatten, bei denen auch quer zu den Prismenleisten verlaufende Haltestege vorgesehen sind, weil hier die durch die Verklebung zwischen der ebenen Oberfläche jedes Haltesteges und der Klebefolie erreichte, vergrößerte Klebewirkung die Durchführung aller erfindungsgemäß eingesetzten Schneide- bzw. Trennvorgänge bei guter Fixierung der voneinander zu trennenden Einzelteile der Prismenplatten-Paare, relativ zueinander während der Trennvorgänge, sicher gewährleistet.
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In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Verwendung von Haltestegen an den Prismenplatten werden nach dem Abtrennen der Abschnitte des Haltesteges von den Prismenleisten die jeweils miteinander verbundenen Prismenleisten (in Form der einzelnen Prismenleisten-Paare) von der als klebende Unterlage eingesetzte Klebefolie abgenommen und, jeweils um 45° in dieselbe Richtung verkippt, auf eine neue Klebefolie, in seitlicher Anlage aneinander und Ausrichtung zueinander, aufgesetzt, bevor anschließend der letzte Herstellungsschritt des Auftrennens aller Prismenleisten senkrecht zu ihrer Längsrichtung in Teilstücke und deren Entnahme von der klebenden Unterlage ausgeführt wird.
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Das hierbei eingesetzte Abnehmen der Prismenleisten nach dem Abtrennen der vordem an ihnen noch anhaftenden Teilstücke der Halteleiste von der Klebefolie wird deshalb durchgeführt, da bei Einsatz einer Klebefolie als klebender Unterlage das wenn auch nur geringfügige, so dennoch erforderliche ganz geringe Eindringen der eingesetzten Trenneinrichtungen in die Oberfläche der Klebefolie bei Durchführung des Trennvorganges die Klebefolie so stark schwächt, daß danach die Fixierwirkung vor dem abschließenden Auftrennen der Prismenleisten in die einzelnen, Strahlteilerwürfel darstellenden Teilabschnitte nicht mehr ausreichend sichergestellt ist.
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Durch Abnahme der Prismenleisten-Paare von der Klebefolie nach Abtrennen der Teilstücke des mindestens einen Haltesteges von den Prismenleisten-Paaren und durch das Auflegen der Prismenleisten-Paare auf eine neue Klebefolie, dann aber um 45° verkippt, wodurch sie mit einer ihrer optischen Seitenflächen eben auf der Klebefolie aufliegen, kann für den letzten Trennvorgang des Abschneidens von Teilstücken dieser Prismenleisten-Paare eine Halterung derselben auf der Klebefolie erreicht werden, die eine sichere Fixierung dieser Prismenleisten-Paare in ihrer Lage relativ zueinander während des letzten Trennvorganges sicher gewährleistet.
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Bevorzugt wird bei der Erfindung bei Verwendung einer Klebefolie aber nur ein Haltesteg eingesetzt, der am Ende der Längsseiten aller Prismenleisten angebracht ist und in den diese alle einmünden.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann als optisch transparentes Substrat jedes entsprechend geeignete Material eingesetzt werden. Besonders bevorzugt werden die Prismenplatten jedoch aus Glas oder einem optisch transparenten Kunststoff in optischer Qualität hergestellt.
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Die Herstellung für die Prismenplatten kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in unterschiedlicher Weise realisiert werden. So werden bevorzugt die Prismenplatten durch Prägen hergestellt. Es kann jedoch auch in bestimmten Fällen vorteilhaft sein, die Prismenplatten durch Gießen oder auch durch spanende Bearbeitung eines plattenförmigen Ausgangsteiles, etwa mittels Fräsen, zu erzeugen.
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Für bestimmte Anwendungszwecke werden die Prismenleisten bevorzugt an zumindest einer ihrer optischen Flächen nach Herstellung der Prismenplatten geschliffen, wobei manchmal auch noch ein zusätzlicher Poliervorgang und/oder das Aufbringen einer optischen Vergütungsschicht vorteilhaft ist.
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Für das Trennen der Prismenplatten und der Prismenleisten können alle hierfür geeigneten Trennverfahren bzw. Trennvorrichtungen eingesetzt werden. Vorzugsweise werden hierfür jedoch Sägevorrichtungen, besonders bevorzugt Wafersägen, eingesetzt, die sich für das Sägen und Trennen hochpräziser Teile bei Einhaltung gleichzeitig besonders geringer Trennschlitze bewährt haben. Alternativ ist aber z. B. auch ein Schneiden mittels einer geeigneten Laser-Trenneinrichtung anwendbar.
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Für das Zusammenkitten der Prismenplatten bzw. Prismenleisten können alle für solche Strahlteilerwürfel geeigneten Klebe- bzw. Kittmaterialien verwendet werden. Besonders bevorzugt wird zum Zusammenkitten jedoch Kanadabalsam angewendet.
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Als optisch wirksame Schichten, die bei solchen Strahlteilerwürfeln verwendet werden können, können vorteilhafterweise aufgedampfte Metallschichtungen oder dielektrische Schichten oder andere geeignete Schichten eingesetzt werden.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen im Prinzip beispielshalber noch näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Seitenansicht eines Strahlteilerwürfels;
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2 eine schematische Perspektivansicht einer Ausführungsform einer Prismenplatte mit einem Haltesteg, schräg von vorne oben;
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3 eine Vorderansicht zweier an ihren Grundflächen miteinander verkitteter Prismenplatten entsprechend 2, die auf einer Klebefolie abgestellt sind, und zwar vor Ausführung der Trennvorgänge zwischen den Prismenleisten sowie zwischen diesen und dem Haltesteg;
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4 schematisch die Ansicht aus 3, jedoch nach Ausführung der Trennvorgänge zwischen den Prismenleisten und nach dem Abtrennen des Haltesteges von diesen;
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5 die Anordnung aus 4, jedoch nach Abnahme der einzelnen miteinander verkitteten Prismenleisten-Paare, dann erfolgter Verdrehung derselben um einen Kippwinkel von 45° und erneuter flächiger Anlage derselben auf einer neuen Klebefolie;
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6 eine perspektivische Schrägansicht einer anderen Ausführungsform einer Prismenplatte ohne Haltesteg;
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7 eine Vorderansicht zweier miteinander an ihren Grundflächen verbundener Prismenplatten gemäß 6, die auf einer Auflage aus klebendem Wachs abgestellt sind, vor Ausführung der Trennvorgänge zwischen den Prismenleisten, und
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8 schematisch die Ansicht aus 7 beim Auftrennen der Prismenleisten-Paare in Teilstücke.
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Die Darstellung der 1 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Strahlteilerwürfels 1. Dieser weist zwei rechteckige Prismen 2, 3 auf, die mit ihren Grundflächen 4, 5 gegeneinander angelegt und mittels einer Kittschicht 6 miteinander verkittet sind.
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In 1 ist auch ein Lichtstrahl A gezeigt, der durch eine optische Seitenfläche des Prismas 3 in den Strahlteilerwürfel 1 einfällt, wobei die aneinander anliegenden Basisflächen 4, 5 der Prismen 2, 3 unter einem Winkel 45° zum Strahlengang des Einfallstrahles A liegen.
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Ein Teil des Lichtstrahles A wird an der von den beiden Basisflächen 4, 5 gebildeten Fügeebene des Strahlteilerwürfels 1 in einem Winkel von 90° reflektiert und tritt als ein Teilstrahl C an der anderen optischen Seitenfläche des Prismas 3 aus.
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Jedoch tritt ein Teil des Eingangsstrahles A durch den Strahlteilerwürfel 1 hindurch und auf dessen der Eintrittsseite des Eingangsstrahles A gegenüberliegenden Würfelseite als Teilstrahl B aus diesem wieder aus. Üblicherweise wird auf einer der einander zugewandten Basisflächen 4, 5 der Prismen 2, 3 eine optisch wirksame Schicht, z. B. eine aufgedampfte Metallbeschichtung, eine optisch wirksame dielektrische Schicht o. ä., aufgebracht, wodurch optische Eigenschaften, u. a. die Intensität der beiden reflektierten Teilstrahlen B und C, beeinflußt werden können.
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2 zeigt, in einer perspektivischen Schrägansicht von vorne oben, eine Ausführungsform einer Prismenplatte 7, wie sie bei dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren einsetzbar ist. Wie 2 im einzelnen zeigt, besteht die Prismenplatte 7 aus einer Vielzahl parallel zueinander, nebeneinander angeordneter Prismenleisten 8, die am Ende ihrer einen Längsseite (in 2: oben) in einen quer zu ihnen verlaufenden Haltesteg 9 einmünden, der an seiner Oberseite eine ebene Oberfläche 9a aufweist. Der Haltesteg 9 ist über seine gesamte Erstreckung hinweg in konstanter Höhe h ausgeführt, wobei diese Höhe exakt der Höhe h der Prismenleisten 8 an deren höchster Stelle, nämlich jeweils an der Firstlinie 16 jedes Prismendaches, entspricht, so daß die Oberfläche 9a des Haltesteges 9 und alle Firstlinien 16 der einzelnen Prismenleisten 8 in einer gemeinsamen Ebene liegen.
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Wenngleich die Anordnung des Haltesteges 9 an einer Endseite der Prismenleisten 8 sich als besonders günstig erweist, könnte der Haltesteg 9 (in den Figuren nicht dargestellt) aber auch an einer anderen Stelle, z. B. in der Mitte der Prismenleisten 8, ausgebildet sein. Es besteht auch die Möglichkeit, mehr als einen Haltesteg 9 vorzusehen, z. B. an beiden Enden der Längsseiten der Prismenleisten 8.
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Die Firstlinien 16 der einzelnen Prismenleisten 8 sind voneinander durch V-förmige Täler 11 in Form entsprechender Einschnitte getrennt, wobei die einzelnen Täler 11 jeweils entlang einer Linie 15 eine tiefste Talstelle aufweisen. Dabei ist zu bemerken, daß dieser Talgrund bei jedem Tal 11 sich in der Praxis nicht als eine im Querschnitt spitzwinkelig zusammenlaufende Ecke darstellt, sondern aus herstellungstechnischen Gründen eine kleine Abrundung aufweist, die jedoch in 2 zur Vereinfachung durch die durchgezogenen Linien 15 am Grund der Täler 11 dargestellt ist.
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Die in 2 gezeigte Prismenplatte 7 soll nur einen Teilabschnitt aus einer größeren Prismenplatte darstellen, wobei die ganze Prismenplatte an ihren seitlichen Rändern nicht, wie der Teilausschnitt einer Prismenplatte in 2 zeigt, jeweils in einer Firstlinie 16 einer Prismenleiste 8 endet und an jedem Seitenrand somit nicht nur eine halbe Prismenleiste vorliegt, sondern vielmehr an beiden Seiten die Prismenplatte 7 in einer ganzen Prismenleiste 8 ausläuft, so daß die seitlichen Begrenzungen (entsprechend den Seiten links und rechts in 2) jeweils in einer Grundlinie 15 eines Tales 11 enden.
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Nach der Herstellung einer Prismenplatte 7, wie in 2 als Teilausschnitt gezeigt, kann diese, falls gewünscht, noch weiter bearbeitet werden.
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So besteht z. B. die Möglichkeit, falls aus irgendwelchen Gründen die Qualität der optischen Flächen der so hergestellten Prismenplatte 7 für einen speziellen Anwendungsfall noch nicht ausreichend sein sollte, diese noch ggf. zu schleifen, eventuell zu polieren und/oder optisch zu vergüten, etwa die Dachflächen 16 und 17 der einzelnen Prismenleisten 8 an der Oberseite der Prismenplatte 7 oder, falls gewünscht, auch noch die Grundfläche 10.
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Weiterhin kann, falls dies für die zu erzeugenden Strahlteilerwürfel 1 gewünscht wird, auch die Grundfläche 10 mit einer geeigneten, optisch wirksamen Beschichtung (in den Figuren nicht eingezeichnet) versehen werden, etwa in Form einer aufgedampften Metallschicht, einer optisch wirksamen Gitterstruktur o. ä.
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Ist die einzelne Prismenplatte 7 schließlich soweit fertig bearbeitet, wird sie anschließend an ihrer Grundfläche 10 gegen die Grundfläche 10 einer zweiten solchen Prismenplatte 7 angelegt, wobei die Anordnung der Haltestege 9 und der Prismenleisten 8 beider Prismenplatten 7, relativ zur durch die Grundflächen 10 gebildeten Fügefläche, spiegelbildlich zueinander angeordnet sind.
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Ggf. kann nunmehr zwischen die beiden Grundflächen 10 noch eine optisch wirksame Schicht eingefügt werden.
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Die beiden Prismenplatten 7 werden sodann an ihren Grundflächen 10 mittels eines geeigneten Kittes miteinander verklebt.
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Diesen Zustand zeigt 3 in einer Vorderansicht zweier solchermaßen übereinandergelegter und verklebter Prismenplatten 7, die über eine Kittschicht 6 an ihren Grundflächen 10 zusammengekittet und das so aus zwei Prismenplatten entstandene Bauteil (Prismenplatten-Paar) schließlich mit einer Seite auf einer Klebefolie 12 abgelegt ist.
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Wie 3 zeigt, berühren dabei die Firstlinien 16 der Prismenplatte 7, die der Klebefolie 12 zugewandt ist, die Klebefolie 12 und (aus 3 nicht ersichtlich) gleichermaßen liegt der Haltesteg 9 dieser Prismenplatte 7 mit seiner ebenen Oberfläche 9a ebenfalls auf der Klebefolie 12 auf.
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In einem weiteren Herstellungsschritt zur Erzeugung der gewünschten Strahlteilerwürfel 1 wird nun dieses zusammengekittete, auf der Klebefolie 12 aufliegende Prismenplatten-Paar in Längsrichtung der Prismenleisten 8, und zwar entlang der Grundlinien jedes Tales 11 zwischen zwei Prismenleisten 8, durch eine geeignete Trennvorrichtung 14 geschnitten, wobei der Schnitt auch über das Ende des jeweiligen Tales 11 durch den Haltesteg 9 hindurch (senkrecht zu dessen Längserstreckung) erfolgt, wodurch jede der so voneinander getrennten Prismenleisten 8 an ihrem dem Haltesteg 9 zugewandten Endbereich mit dem durch den Schnitt erzeugten Teilabschnitt dieses Endbereiches weiterhin verbunden ist. Durch die Breite des Trennelementes der Trennvorrichtung 14 kann beim Schneiden auch die kleine Abrundung am Talboden so entfernt werden, daß die dort zusammenlaufenden schrägen Dachflächen 17, 18 zweier benachbarter Prismenleisten 8 bis an die Schnittstelle hin eine plane optische Fläche ergeben.
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Infolge der Berührung zwischen den einzelnen Prismenleisten 8 und der ebenen Oberfläche 9a des Haltesteges 9 mit der Klebefolie 12 wird während des Schnittes eine ausreichende Fixierung der Einzelteile zueinander erreicht, so daß der Schnitt präzise durchgeführt werden kann, ohne daß es zu einer Veränderung der relativen Lagen der Einzelteile zueinander kommt.
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Zur Durchführung des Trennvorganges kann jede geeignete Trennvorrichtung 14 eingesetzt werden. Als besonders günstig hat sich hierfür jedoch die Verwendung einer Wafersäge erwiesen, die ein hochpräzises Abtrennen bei einer gleichzeitig extrem kleinen Schnittbreite gestattet und die beim Abtrennen so eingestellt werden kann, daß sie auch noch etwas in die Oberfläche der Klebefolie 12 einschneidet, ohne die Klebefolie 12 jedoch vollständig durchzutrennen.
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Sind die Prismenleisten 8 entlang der Grundlinien 15 der Täler 11 voneinander getrennt, kann mit einem weiteren Trennvorgang (und ohne die Notwendigkeit einer Umgruppierung der einzelnen Elemente) anschließend durch einen senkrecht zur Längsrichtung der Prismenleisten 8 geführten Schnitt ein Abtrennen aller an den Enden der Prismenleisten 8 noch befestigten Abschnitte der Haltestege 9, entlang der vorderen Endfläche des Haltesteges 9 (gemäß der in 2 strichpunktiert angegebenen Schnittlinie 20) durchgeführt werden.
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In der Darstellung der 3 sind Trennvorrichtungen 14 in Form von Sägeblättern für Wafersägen gestrichelt eingezeichnet, wobei links eine Trennvorrichtung 14 zum Schneiden entlang der Grundlinien 15 der Täler 11 und rechts ein Sägeblatt 14 zum Abschneiden der Teilabschnitte des Haltesteges 9 von den Prismenleisten 8 (nach vorhergehender Abtrennung der Prismenleisten 8 voneinander) nur ganz prinzipiell eingezeichnet sind.
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Nach dem Abtrennen aller Teilabschnitte des Haltesteges 9 ist dann, in einer Vorderansicht entsprechend der aus 3, ein Zustand erreicht, wie er in 4 dargestellt ist.
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Da bei den Prismenstäben 8 die beiden optischen Seitenflächen 17, 18 jedes Prismas unter einem rechten Winkel zusammenlaufen, bedeutet dies, daß alle optischen Seitenflächen der auf der Seite der Klebeschicht 12 liegenden Prismenleisten 8 unter einem Winkel von 45° gegenüber der Oberfläche der Klebefolie 12 geneigt sind.
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Nunmehr werden die einzelnen Prismenleisten-Paare von der Klebefolie 12 abgenommen und alle, jeweils in gleicher Drehrichtung um 45° verkippt, auf eine neue Klebefolie 12 aufgesetzt, wobei sie, wie in 5 dargestellt, seitlich aneinander und parallel zueinander liegend angeordnet sind.
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Durch die Verkippung der Prismenleisten-Paare wird erreicht, dass nach dem erneuten Auflegen auf eine neue Klebefolie 12 alle Prismenleisten-Paare entlang jeweils einer optischen Seitenfläche ihrer der Klebefolie 12 zugewandten Prismenleiste 8 in Kontakt mit der Oberfläche der Klebefolie 12 stehen und damit dort eine flächige Verklebung stattfindet.
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Die erreichte flächige Verklebung der einzelnen Prismenleisten-Paare 8 auf der neuen Klebefolie 12 erzeugt eine sichere Fixierung bei dem nachfolgenden Trennvorgang, bei dem die nebeneinanderliegenden Prismenleisten-Paare senkrecht zu ihrer Längsrichtung zur Erzeugung der gewünschten Strahlteilerwürfel 1 vereinzelt werden. Auch bei diesem Trennvorgang kann die Trenneinrichtung 14 so eingestellt werden, daß sie jeweils ein ganzes miteinander verkittetes Paar von Prismenleisten 8 durchschneidet und gleichzeitig noch etwas in die Klebefolie 12 einschneidet, ohne diese gänzlich zu durchschneiden, wonach anschließend die fertiggestellten Strahlteilerwürfel 1 von der Klebefolie 12 abgenommen und ggf. noch einer Finishing-Nachbehandlung (Kantenpolitur o. ä.) unterzogen werden können.
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In den 6 bis 8 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Prismenplatte gezeigt, wobei dessen einzelne Teile, soweit sie Teilen aus dem Ausführungsbeispiel gemäß den 2 bis 8 entsprechen, mit gleichen Bezugszeichen wie dort versehen sind.
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Die Prismenplatte 7’, wie sie in 6 in einer perspektivischen Schrägdarstellung von vorne oben gezeigt ist, unterscheidet sich in ihrer Ausbildung von der Prismenplatte 7 entsprechend 2 nur dadurch, dass bei der Prismenplatte 7’ entsprechend den 6 bis 8 kein Haltesteg 9 vorgesehen ist. Die Prismenplatte 7’ umfasst vielmehr nur die parallel nebeneinander angeordneten Prismenleisten 8, die sich somit über die gesamte Länge der Prismenplatte 7’ erstrecken, wie dies 6 zeigt.
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Abgesehen von diesem Unterschied entspricht ansonsten die Gestaltung der Prismenplatte 7’ genau der Gestaltung der Prismenplatte 7 aus 2 in deren Bereich, in dem die Prismenleisten 8 (vor dem Haltesteg 9) angebracht sind.
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Vor der Zusammenfügung einer solchen Prismenplatte 7’ mit einer gleichen an den beiden Grundflächen 10 kann, wie dies bereits in Verbindung mit der Prismenplatte 7 aus 2 geschildert ist, ggf. noch eine Zwischenbearbeitung derselben erfolgen, etwa ein Schleifen, Polieren und/oder Anbringen einer optischen Vergütung usw., wie dies in Verbindung mit der Prismenplatte bei 2 im einzelnen bereits weiter oben ausführlich geschildert wurde, was völlig gleichermaßen auch bei einer Prismenplatte 7’ gemäß 6 durchführbar ist.
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Auch kann, wie dort ebenfalls geschildert, die Grundfläche der Prismenplatte 7’ mit einer geeigneten, optisch wirksamen Beschichtung (in den Figuren nicht eingezeichnet) versehen werden, etwa einer aufgedampften Metallschicht, einer optisch wirksamen Gitterstruktur o. ä., wie dies ebenfalls weiter oben schon in Verbindung mit 2 beschrieben wurde.
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Sodann werden zwei Prismenplatten 7’ an ihren Grundflächen 10 gegeneinander angelegt, und zwar so, dass die Anordnungen der Prismenleisten 8 an beiden Prismenplatten 7’ spiegelsymmetrisch zu der durch die miteinander verbundenen Grundflächen 10 gebildete Fügeebene liegen.
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Vor dem Zusammenfügen der beiden Grundflächen 10 der Prismenplatten 7’ kann, falls gewünscht, auch noch eine optisch wirksame Schicht dort eingefügt werden.
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7 zeigt nun, entsprechend der Darstellung der 3, eine Vorderansicht zweier miteinander verklebter Prismenplatten 7’, die nach ihrer Verklebung durch die Kittschicht 6 parallel zueinander angeordnete Paare von Prismenleisten 8 umfaßt, welche auf einer Seite mit ihren Spitzen in die Oberfläche einer klebenden Unterlage 12’ eingedrückt sind, die aus einer Wachsschicht 22 besteht, welche auf einem Hilfsträger 23 angebracht ist.
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Wie 7 zeigt, werden dabei die dachförmigen Vorsprünge der Prismenleisten 8 auf der der klebenden Unterlage 12’ zugewandten Seite der miteinander verbundenen Prismenplatten-Paare mit deren vorspringenden Spitzen in die Wachsschicht 22 eingedrückt, und zwar so tief, bis eine ausreichende Fixierung der miteinander verbundenen Paare von Prismenplatten 8 erreicht ist.
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Als Material für die Wachsschicht 22 wird ein Wachs mit guten Klebeeigenschaften genommen, das mit den eingedrückten Spitzenbereichen der Prismenleisten 8 eine gute Klebeverbindung ausbildet, die jedoch auch wieder lösbar ist und ein Abheben der miteinander verbundenen Paare der Prismenleisten 8 am Ende des Herstellungsprozesses für die Strahlteilerwürfel 1 gestattet.
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Als ein hierfür besonders geeignetes Kittmaterial hat sich der „Spezial-Kittlack C/15“ der Firma Satisloh AG, Baar, Schweiz erwiesen.
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Anschließend werden dann die nebeneinander liegenden Paare von Prismenleisten 8 entlang der Grundlinien 15 der Täler 11 mittels einer geeigneten Trenneinrichtung 14, die in 7 nur strichliert angedeutet ist, in Längsrichtung der Prismenleisten 8 voneinander abgetrennt, wobei die verklebende Einbettung der dachförmigen Spitzen der Prismenleisten in der Wachsschicht 22 während des Schneidevorgangs eine feste und unverrückbare Relativanordnung der einzelnen Paare von Prismenleisten 8 relativ zueinander gewährleistet.
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Wenn alle Paare von Prismenleisten 8 mittels der Trennvorrichtung 14 voneinander entlang der Grundlinien 15 der Täler 11 getrennt sind, ergibt sich ein Zustand, der in der perspektivischen Schrägansicht der 8 (von vorne oben) dargestellt ist.
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Nunmehr werden die noch nebeneinander liegenden Paare der Prismenleisten 8 durch eine andere Trennvorrichtung 14 senkrecht zur Längserstreckung der Prismenleisten 8 in Teilstücke 24 aufgetrennt werden, wobei jedes Teilstück 24 dann die Dimensionen des gewünschten Strahlteilerwürfels 1 aufweist.
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Sind die einzelnen Paare von Prismenleisten 8 alle in Teilstücke 24 zertrennt, werden anschließend alle Teilstücke 24 aus der Wachsschicht 22 der klebenden Unterlage 12’ abgenommen und ggf. nach einer abschließenden Finishing-Behandlung (etwa Polieren der Kanten o. ä.) dem gewünschten Einsatzzweck zugeführt.
