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Strahleuteiler Der Gegenstand der Erfindung bezieht sich auf diejenige
Klasse optischer Instrumente, in denen eine teildurchlässige Spiegelfläche derart
angeordnet ist, daß sie sowohl zur Beleuchtung als auch zur Beobachtung dient, ohne
daß - wie z, 13, in luterferometern - beide durch diese teildurchlässige
Spiegelfläche erzeugten Tellbüschel zur Bilderzeugung herangezogen werden. Instrumente
dieses Typs sind z. B. Autokollimationseinrichtungen sowie bestimmte Aufliähtmikroskope.
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In Ger4ten dieser Art wird der Kontakt des beob,achteten Bildes im
allgemeinen durch Reflexe an Glas-Luft-Flächen des optischen Systems, z. B. des
Strahlenteilers selbst und durch Lichtstreuung an Fasi#ungsteilen, vermindert, In
Instrumenten, in denen die visuelle Beobachtung durch ein fotoelektrisches Meßverfahren
ersetzt ist,- wie z. B. in fotoelektrischen Autokollimatoren, wird durch
die genannten Störungen eine Verminderung des Signal-zu-Rausch-VerhättgItges und
somit sch ließlich eine Verringerung der Meßgenauigkeit bewirkt.
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Zur Unterdrückung störender Reflexe sind reflexmindernde Schichten
mit Erfolg angewandt worden; eine weitgehende Beseitigung ist durch Mehrfachschichten
möglich. Falls der wirksame Spektralbereich der Lichtquelle überdies beschränkt
wird etwa durch geeignete Filter -, können die Störreflexe vollkommen beseitigt
werden.
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Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, diejenigen Störungen, die
durch Lichtstreuung an bestimmten Teilen des Gerätes entstehen, vollständig zu vermeiden.
Es handelt sich also um einen Strahlenteiler mit einer teildurchlässig verspiegelten
Fläche für optische Geräte, in denen nur eines der beiden von dieser Fläche erzeugten
Teilbüschel für«die Bildentstehung benötigt wird.
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Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das nicht benötigte
Teilbüschel in einem Medium absorbiert wird, das unmittelbar an das den Strahlenteiler
bildende durchsichtige Material grenzt und dessen Brechungsindex sich von demjenigen
des durchsichtigen Materials um höchstens 0,1 unterscheidet.
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Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung näher
erläutert. Es zeigt Ab b. 1 ein Autokollimationsfernrohr mit einem Strahlenteiler
herkömmlicher Art und Ab b. 2 einen Strahlenteilerwürfel gemäß vorliegender
Erfindung.
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Das Instrument gemäß Ab b. 1 besteht aus einem Fernrohrobjektiv
1, einer Strichplatte 2, deren Teilungsebene mit der hinteren Brennebene
des Objek-
tivs 1 zusammenfällt, einer Lichtquelle 3, dem Okular
4 sowie dem Strahlenteiler 5, dessen Befestigung im Gerät in der Abbildung
nicht dargestellt ist. Die Anordnung dient in bekannter Weise dazu, die Ab# welchung
der Richtung der Normalen des ebenen Spie # ittelpunkt des Objek-, gels
6 von der durch den M tivs 1 und einer auf der Strichplatte 2 befindlichen
Marke definierten Geräteachse zu ermitteln, indem die Ablage des vom Objektiv
1 (im zweimaligen Durchgang) über den Planspiegel 6 entworfenen Bildes
der Marke von seinem Ursprung durch das Okular 4 beobachtet wird.
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Ein Nachteil dieser Anordnung ist, daß das durch die teildurchlässige
Spiegelfläche 7 des Strahlenteilers 5 hindurchgehende Licht die Innenwand
des Fassungsrohres 8 trifft und dort gestreut wird, so daß ein Teil dieses
Lichtes an 7 reflektiert wird und direkt in das Auge 9 des Beobachters
gelangt.
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Ganz allgemeinen ist es der Nachteil der bekannten Strahlenteiler,
daß in Instrumenten des eingangs beschriebenen Typs das nicht benötigte Licht von
demjenigen Geräteteil, der (in Lichtrichtung) unmittelbar auf den Strahlenteiler
folgt, nicht vollständig absorbiert wird und daß daher ein gewisser Anteil reflektiert
oder zurückgestreut wird, der über den Strahlenteiler direkt ins Auge des Beobachters
bzw. bei fotoelektrischen Einrichtungen auf den lichtelektrischen Empfänger fällt.
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Durch eine besondere Ausgestaltung oder Oberflächenbehandlung des
entsprechenden Geräteteiles kann der beschriebene Störeffekt zwar vermindert werden,
jedoch ist seine vollständige Beseitigung
praktisch nicht möglich.
So bringt z. B. eine Auskleidung der zur Rückstrahlung beitragenden Fläche mit Samt
oder ähnlichem Material em**e Verbesserung, die jedoch erfahrungsgemäß im Laufe
der Zeit zurückgeht, weil der Samt seine Absorptionseigenschaften, z. B. durch Verstauben,
verändert. .
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Bei Strahlenteilerwürfeln ist bereits versucht worden, durch besondere
Behandlung der im Beispiel der Ab b. 1 mit 10 bezeichneten- Glas-Luft-Fläche
bzw. ganz allgemein derjenigen beleuchteten.Fläche, deren optische Wirkung für den
regulären Strahlengang nicht beansprucht wird, den beschriebenen Effekt zu vermindern.
So wurden z. B. derartige Flächen mattiert, ohne daß jedoch dadurch eine Verkleinerung
des Störlichtpegels erreicht werden konnte.
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Es hat sich nun gezeigt, daß man das Auftreten des an einem Geräteteil
gestreuten oder reflektierten Störlichtes dadurch. vollständig vermeiden kann, daß
man eine fin verwendeten Spektralbereich mäßig stark absorbierende Substanz auf
die für den regulären Strahlengang nicht beanspruchte, aber beleuchtete Fläche des
Strahlenteilers aufbringt, wobei der Brechungsindex dieser Substanz möglichst genau
gleich dem des Materials ist, aus dem der Strahlenteiler hergestellt ist.
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Die A b b. 2 zeigt als Ausführungsbeispiel der Erfindung einen
Strahlenteilerwürfel, der mit einer Schwarz-Glas-Platte verkittet: ist. Das Licht
fällt von 1
her in Pfeilrichtung in den Teilerwürfel, wird an der teildurchlässigen
Spiegelfläche 2 aufgespalten in den zur Bildentstehung benötigten Anteil, der in
Richtung 3 den Würfel verläßt und den nicht ausgenutzten Anteil, der seine
ursprüngliche Richtung beibehält. An der Kittschicht 4 zwischen Teilerwürfel und
Schwarzglasplatte 5 findet infolge der Gleichheit der Brechungsexponenten
beider Teile mit dem des Kittes keine Reflektion statt. Das Licht dringt also vollständig
in das Schwarzglas ein und wird dort absorbiert. Die an der Außenfläche
6 erfolgende Reflektion hat keine Auswirkungen, sofern man die Dicke der
Schwarzglasplatte bei gegebener Absorption des Schwarzglases so wählt, daß die Minderung
der Intensität des Lichtes nach doppeltem Durchgang hinreichend groß ist. Diese
Bedingung läßt sich, wie die Erfahrung zeigt, -mit handelsüblichen Schwarzgläsern
bei Dicken von einigen Millimetern einhalten. Das etwa von anderen Instramententeilen
zurückgestreute, oder reflektierte Licht kommt dann gleichfalls nicht zur Wirkung,
da es das aufgekittete Schwarzglas ebenfalls zweimal zu durchlaufen hat.
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Eine andere Anwendung des Erfindungsgedankens ist, auf diejenige Fläche,
durch die andernfalls das nicht ben'ötigte Licht den Strahlenteiler verlassen würde,
das absorbierende Medium, z. B. ein schwarz eingefärbtes Acrylharz, zunächst in
flüssiger Form aufzubringen und die Aushärtung in direktem Kontakt mit dem Strahlenteiler
erfolgen zu lassen, so daß sich eine dauerhafte Verbindung zwischen beiden Teilen
ergibt. Auch hierbei ist wesentlich, daß der Brechungsindex des ausgehärteten, absorbierenden
Mediums dem des zur Herstellung des Strahlenteilers verwendeten Material möglichst
genau gleicht.