DE19506894A1

DE19506894A1 - Optischer variabler Strahlteiler/-modulator

Info

Publication number: DE19506894A1
Application number: DE1995106894
Authority: DE
Inventors: Michail A Jakschin; Oleg J Sidorjuk
Original assignee: BECKER TOMAS; BOETTCHER RALF DIPL ING; RAUTSCHKE CARMEN DIPL ING; SCHIMAK DIETER DIPL ING
Current assignee: BECKER TOMAS; BOETTCHER RALF DIPL ING; RAUTSCHKE CARMEN DIPL ING; SCHIMAK DIETER DIPL ING
Priority date: 1995-02-20
Filing date: 1995-02-20
Publication date: 1996-08-22

Description

Bei der Erfindung handelt es sich um einen variablen Strahlteiler. Ein einfallender Lichtstrahl wird an der Basisfläche eines Prismas totalreflektiert. Bringt man ein zweites Prisma sehr dicht an die Fläche der Totalreflexion, kann ein Teil der Energie des einfallenden Lichtstrahles ausgekoppelt werden. Dieser Energieanteil kann zwischen 100% (beide Prismen liegen spaltfrei aneinander) und 0% (der Spalt zwischen den Prismen ist größer als die 3fache Wellenlänge des Lichtes) der Energie des ein fallenden Strahles jeden beliebigen Wert annehmen, je nach Größe des Spaltes. Dabei befindet sich der verbleibende Energieanteil im totalreflektierten Strahl, während der ausgekoppelte Anteil die Richtung des einfallenden Lichtstrahles beibehält.

Die Schwierigkeit besteht nun darin, einen Mechanismus zu schaffen, der es erlaubt, die Spaltbreite zwischen den beiden Prismen in einem Bereich von 0 bis ca. 1 µm hinreichend genau zu variieren, um jedes beliebige Intensitätsverhältnis der beiden ausfallenden Strahlen einstellen zu können. Dazu werden die Prismen ringförmig beschichtet. Bringt man nun die beiden Prismen zusammen, bleibt im Innern des Ringes ein Spalt mit der gewünschten maximalen Spaltbreite (ca. 1 µm). Nun kann der Spalt mittels einer Kraft F₂, die ein Prisma durchbiegt, verringert werden. Die Kraft, die das Prisma einer Durchbiegung um x₁ entgegensetzt, ist F₁ = K₁·x₁, mit K₁ als Materialkonstante. Wird das Aufbringen der Kraft F₂ über eine Feder realisiert, so ist F₂ = K₂·x₂, mit K₂ als Federkonstante. Im Falle einer Durchbiegung des Prismas muß F₂ = F₁ sein, d. h. x₂ = (K₁/K₂)·x₁ (vergleichen Sie hierzu Fig. 1). Bei geeigneter Wahl des Verhältnisses der beiden Konstanten läßt sich somit ein ausreichend großes x₂ erzielen, um damit auch sehr kleine x₁ ausreichend genau einstellen zu kön nen.

Damit ist offensichtlich, daß sehr hohe Anforderungen an die Oberflächenbeschaffenheit der Pris menflächen, die den Spalt bilden und die Stabilität der Materialien hinsichtlich mechanischer und thermischer Beanspruchung gestellt werden.

Für verschiedene Anwendungen sind unterschiedliche Ausführungsformen denkbar hinsichtlich der Beschichtung der Prismen (je nach Wellenlänge), des Mediums im Spalt (kann durchaus von Luft verschieden sein), der Spaltform sowie der Materialien für Prismen und Halterung.

Claims

1. Die Erfindung betrifft einen optischen variablen Strahlteiler/-modulator, bestehend aus zwei durch einen Spalt getrennten Prismen, wobei der Spalt durch Durchbiegung eines Prismas ver ringert werden kann, gekennzeichnet dadurch, daß die Spaltbreite stufenlos auf jeden beliebigen Zwischenwert von 0 bis zu einem Endwert ein gestellt werden kann.

2. Ein optischer variabler Strahlteiler/-modulator nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Kraft zur Durchbiegung des Prismas über eine Feder aufgebracht wird.

3. Ein optischer variabler Strahlteiler/-modulator nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die in Anspruch 2 genannte Kraft hydraulisch, pneumatisch oder durch einen Piezokristall aufgebracht wird.