DE1273223B - Planparalleles Ablenkprisma - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Im. CL:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

G02b

Deutsche KL: 42h-7

P 12 73 223.9-51 (P 36423)

31. März 1965

18. Juli 1968

Digitale Lichtablenker enthalten als wesentliche optische Grundelemente Polarisationsschalter und Prismen aus doppeltbrechendem Material. Je ein Polarisationsschalter und ein Prisma bilden eine Lichtablenkereinheit. Aus konstruktiven Gründen ist es meistens wünschenswert, daß ein Lichtstrahl, der eine Ablenkereinheit durchsetzt, symmetrisch zur Einfallsrichtung abgelenkt wird. Da bei einem einzigen Prisma, das z. B. in Luft eingebettet ist, bekanntlich beide Ablenkrichtungen auf derselben Seite in bezug auf die Einfallsrichtung liegen, sind besondere konstruktive Maßnahmen erforderlich, die die symmetrische Lage der Ablenkrichtungen bewirken.

Die Erfindung bezieht sich auf ein planparalleles Ablenkprisma aus zwei keilförmigen Teilstücken doppeltbrechenden Materials, bei der das erwähnte Problem durch eine spezielle Konstruktion des Ablenkprismas gelöst ist, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die beiden vorzugsweise aus optisch-einachsigen Materialien bestehenden Teilstücke derart zusammengefügt sind, daß die in der Prismenoberfläche oder einer entsprechenden Zwischenfläche liegende optische Achse des einen Teilstückes mit der brechenden Kante einen Winkel von 45° und die optische Achse des anderen Teilstückes entsprechend einen um 90° größeren Winkel mit dessen brechender Kante bildet.

Ein Winkel von 45° zwischen brechender Prismenkante und optischer Achse ist von besonderem Vorteil für das Doppelprisma bei Verwendung von Polarisationsschaltern, in denen als elektrooptisch aktives Material kubische Festkörpermaterialien oder Kerrflüssigkeiten verwendet werden. Bei solchen Materialien hängt die zur 90°-Drehung linear polarisierten Lichtes benötigte Spannung vom Elektrodenabstand ab. Die 45°-Orientierung der optischen Achse sorgt dafür, daß in einem linearen Lichtablenker der Elektrodenabstand im wesentlichen konstant bleibt. Das hat nicht unwesentliche Energieersparnisse zur Folge im Vergleich zu Konstruktionen mit anderen Orientierungen der optischen Achse.

Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel dar. Es zeigt

F i g. 1 die beiden prismatischen Teilstücke,

F i g. 2 das zusammengesetzte planparallele Ablenkprisma,

F i g. 3 die Lichtweg-Ablenkung.

Nach F i g. 1 und 2 setzt sich das Prisma 1 aus zwei Teilprismen Γ + 1" zusammen. Beide Teilprismen bestehen aus doppeltbrechenden, vorzugsweise optisch-einachsigen Materialien, die im einfachsten Planparalleles Ablenkprisma

Anmelder:

Philips Patentverwaltung G. m. b. H.,

2000 Hamburg I₅ Mönckebergstr. 7

Als Erfinder benannt:
Dipl.-Phys. Dr. Uwe Schmidt,
2000 Hamburg-Wandsbek

Fall identisch sind (z. B. Kalkspat). Beide Prismen sind so gebaut, daß sie einen Quader bilden, wenn sie — wie gezeigt — zusammengesetzt werden. Die gestrichelten Geraden 0, 0' sollen die Richtungen der optischen Achsen der beiden Teilprismen Γ, 1" andeuten. Die optische Achse 0 des einen Prismas 1' liegt dabei so, daß sie mit der brechenden Prismenkante k einen Winkel γ von +45° einschließt und außerdem in einer der Prismenoberfläche oder einer entsprechenden Zwischenfläche liegt. Die optische Achse 0' des anderen Prismas 1" schließt mit der brechenden Prismenkante k/ einen Winkel / von — 45° ein und liegt außerdem in einer der Prismenoberflächen oder einer entsprechenden Zwischenfläche.

Zur Erläuterung sei die Wirkungsweise eines Prismas geschildert, das sich aus zwei Teilprismen gleichen Materials zusammensetzt. Für einen auf das Prisma 1 treffenden Lichtstrahl L, z. B. einer Laserlichtquelle (F i g. 3), der z. B. parallel zur optischen Achse des ersten Teilprismas 1' linear polarisiert ist, wird in diesem Teilprisma ein Brechungsindex H₁ wirksam. Im zweiten Teilprisma 1" steht die Polarisationsrichtung des Lichtes senkrecht auf der optischen Achse, so daß der Brechungsindex n₂ wirksam wird. Die resultierende Ablenkrichtung ist in F i g. 3 mit α bezeichnet. Ist dagegen der Lichtstrahl L so linear polarisiert, daß die Polarisationsrichtung senkrecht auf der optischen Achse des ersten Teilprismas 1' liegt, werden die Brechungsindices in der Reihenfolge n_%, H₁ wirksam, und der Lichtstrahl pflanzt sich in Richtung b fort. Die beiden Richtungen α und b liegen nahezu symmetrisch zur Einfallsrichtung und bilden mit dieser gleiche Winkel α und ß. »Nahezu« heißt hierbei, daß die Symmetrie nur dann genau erfüllt ist, wenn der Lichtstrahl L senkrecht auf die Vorderfläche des Doppelprismas 1 trifft. Bei nicht senkrechtem Einfall

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Hegen die Ablenkrichtungen nicht mehr exakt symmetrisch zur Einfallsrichtung. Die Abweichungen sind so gering, daß sie in vielen praktischen Fällen vernachlässigt werden können.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Planparalleles Ablenkprisma aus zwei keilförmigen Teilstücken doppeltbrechenden Materials, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden vorzugsweise aus optisch-einachsigen Materialien bestehenden Teilstücke derart zusammengefügt sind, daß die in der Prismenoberfläche oder einer entsprechenden Zwischenfläche liegende optische Achse (0) des einen Teilstückes mit der brechenden Kante (k) einen Winkel »γ« von 45° und die optische Achse (0') des anderen Teilstückes entsprechend einen um 90° größeren Winkel (/) mit dessen brechender Kante (k) bildet.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Southall, Mirrors — Prisms — Leuses, 1933,
   S. 695/696;

   Franke, Lexikon der Physik, 1959, S. 1089.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   809 570/263 7.68 © Bundesdruckerei Berlin