DE19627999A1

DE19627999A1 - Optisch selektiver Leistungsteiler mit großer Bandbreite

Info

Publication number: DE19627999A1
Application number: DE19627999.2A
Authority: DE
Inventors: Pierre Hartemann; Pierre Tournois; Régis Cabanel
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1996-07-11
Filing date: 1996-07-11
Publication date: 2016-05-04

Abstract

Der Teiler enthält Schichten (cL) aus linearem Material mit gegebener Dicke abwechselnd mit Schichten (cNL) aus nichtlinearem Material, wobei die Dicke der Schichten aus linearem Material eine Bragg-Gitterschrittweite für die Schichten aus nichtlinearem Material festlegt. Die Strahlen (Ri) des einfallenden Flusses (Fi), deren Wellenlänge die Bragg-Bedingung verfüllt, werden an diesen Schichten reflektiert. Das nichtlineare Material wird in dünnen Schichten aufgebracht, um niedrige optische Leistungen zu reflektieren, während starke Leistungen in den Nutzbändern absorbiert und zum Teil mit Wellenlängen reflektiert werden, die außerhalb der atmosphärischen Übertragungsbänder zentriert sind. Ferner wird das nichtlineare Material in dickeren Schichten aufgebracht, um hohe optische Leistungen zu reflektieren. Eine Schicht (cNaF) aus Natriumfluorid kann auf der Vorderfläche angebracht sein, und eine Aluminiumplatte kann auf der Hinterfläche angebracht sein, damit das Einleiten des einfallenden Flusses (Fi) erleichtert wird bzw. das Reflexionsvermögen des Teilers erhöht wird. Entsprechend zwei Ausführungsformen kann der Teiler eine variable oder eine konstante Schrittweite haben. Anwendung für den Schutz optischer Zielsysteme, insbesondere für Infrarotkameras.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet des Schutzes von Beobachtungssystemen mit optischer Zielvorrichtung und insbesondere von lichtempfindlichen Detektoren von Infrarot-Bilderzeugungsvorrichtungen gegenüber einem zufälligen oder freiwilligen Eintritt eines intensiven Lichtstroms in das Öffnungsfeld des Beobachtungssystems, beispielsweise einer Anstrahlung durch einen Hochleistungslaser. Auf dem Gebiet der Gegenmaßnahmen ist eine solche Anstrahlung absichtlich.
Die Gegenmaßnahme erfolgt im allgemeinen in zwei Stufen:

– einer Erfassungsstufe, bei der eine Anstrahlung mit schwacher Leistung durch eine lichtbrechende oder spiegelnde Fläche der optischen Formel des zu ortenden Systems zurückreflektiert und somit zur Beleuchtungsquelle zurückgeschickt wird: dieser Effekt, der unter dem Namen ”Katzenaugeneffekt” bekannt ist, ermöglicht auf diese Weise mit Hilfe bekannter Mittel (Diode, Heterodynsensor, ...) die Erfassung der Anwesenheit des optischen Systems;
– eine Blendungs- oder Zerstörungsstufe des Detektors mit hoher Leistung, bei der der zurückreflektierte Lichtstrom analysiert wird, um aus ihm charakteristische Eigenschaften des erfaßten optischen Systems abzuleiten (beispielsweise die Periode und die Art der Schwenkbewegung des lichtempfindlichen Detektors) und die Sendefolge der Laserimpulse auf diese Eigenschaften einzustellen; die auf diese Weise getaktete Laseranstrahlung wird auf hohe Leistung umgeschaltet (in der Größenordnung von Joule/cm²) und gegen das erfaßte optische System gerichtet, um den lichtempfindlichen Detektor zu blenden oder zu zerstören.

Die Quelle der Gegenmaßnahme sendet in einem der Spektralbänder der atmosphärischen Übertragung, gewöhnlich im Band II (das die Wellenlängen zwischen im wesentlichen 3 und 5 μm überdeckt) oder im Band III (Wellenlängen zwischen etwa 8 und 12 μm), das mit den Empfindlichkeitsbereichen von Detektoren zusammenfällt, die herkömmlicherweise bei der Infrarotbilderzeugung benutzt werden (beispielsweise ein Detektor aus einem aus Indium und Antimon zusammengesetzten Material (In-Sb) für das Band II oder aus einem aus Cadmium, Quecksilber und Tellur zusammengesetzten Material (Cd-Hg-Te) für das Band III).
Zum Schützen lichtempfindlicher Detektoren gegen Anstrahlungen mittels Hochleistungslaser, seien sie nun absichtlich oder nicht, ist es möglich, Filter zu verwenden, nämlich sogenannte Filter mit sättigbarer inverser Absorption oder mit zwei Photonen in den Halbleitern. Solche Filter sind beispielsweise in der Zeitschrift SPIE v. 1692, Seite 178 (1992) oder auch in der Zeitschrift Applied Optics, v. 30, Seite 8 (1991) beschrieben. Ihre Anwendungen bei Infrarotbilderzeugungssystemen sind beispielsweise in den US-Patentschriften 5 010 315 , 4 795 905 oder 4 148 584 beschrieben. Der Gesamtübertragungskoeffizient solcher Filter ändert sich abhängig von der Leistung des einfallenden Lichtstroms: bei niedriger Lichtleistung hat dieser Koeffizient einen hohen Wert, so daß der Nutzlichtstrom bei der Bilderzeugung durchgelassen wird, während bei hoher Leistung der Wert des Koeffizienten beträchtlich abnimmt und der Lichtstrom dabei im Filter absorbiert wird. Die diese Filter bildenden Materialien können in den Spektralbändern der atmosphärischen Übertragung arbeiten. Ihre Wirksamkeit bleibt jedoch begrenzt:

– einerseits bleibt ihre Leistungsschutzdynamik niedrig, die durch das Verhältnis zwischen dem Beschädigungsschwellenwert und dem Aktivierungsschwellenwert definiert ist;
– andererseits bleibt die Breite des Anwendungsspektralbandes schmal.

Mit Hilfe der Erfindung soll diesen Nachteilen abgeholfen werden, indem eine besondere Anordnung vorgeschlagen wird, die gleichzeitig leistungsselektiv ist, d. h. deren Wirksamkeit sich über einen Bereich einfallender Leistungen erstreckt, der den des Nutzlichtstroms bei der Infrarotbilderzeugung (beispielsweise wesentlich größer als Joule/cm²) überdeckt, und breitbandig ist, d. h. im gesamten Nutzspektralbereich der Infrarotbilderzeugung wirksam ist, der wenigstens ein atmosphärisches Übertragungsband, beispielsweise das Band II und/oder das Band III, überdeckt.
Zur Erreichung dieses Ziels ist der erfindungsgemäße Teiler aus einem Stapel aus reflektierenden Flächen aufgebaut, die in variablen oder konstanten Abständen voneinander liegen und ein Gitter vom Typ eines Bragg-Gitters bilden. Solche Gitter, wie sie beispielsweise im Beugungsmodus verwendet werden und in Form von auf eine Prismenfläche gravierten Strichen realisiert sind, ermöglichen die Linearisierung der Verzögerungszeit zur Kompression und Expansion von Lichtimpulsen, die durch diese Fläche hindurch gebeugt werden. Diese Realisierungen sind in zwei Artikeln von P. Tournois beschrieben: Bericht T269 der "Academie des Sciences", 1969, Seiten 445–458 und "Electronics Letters" v. 19 Nr. 16, 1992, Seiten 1414–1415.
Nach der Erfindung bestehen die reflektierenden Flächen aus einem nichtlinearen Material in Form paralleler Schichten. Diese Art von Material kann eine kritische Übergangstemperatur aufweisen, unter der es quasi transparent bleibt und über der es halbmetallisch wird, also absorbierend und reflektierend. Die Flächen des nichtlinearen Materials sind durch Schichten aus einem linearen Material voneinander getrennt. Das nichtlineare Material befindet sich somit in einer vom thermischen Standpunkt aus günstigen Umgebung: die inneren Beanspruchungen, die aus Temperaturgradienten aufgrund der Absorption und der überschüssigen Erwärmungen resultieren, werden vermieden.
Nach der Erfindung ist der optische selektive Leistungsteiler mit breitem Spektralband, das wenigstens ein Infrarot-Bilderzeugungsband überdeckt, mit einem Stapel aus reflektierenden Schichten, die ein Gitter mit periodischer Schrittweite bilden, dadurch gekennzeichnet, daß der Stapel parallele Schichten aus linearem Material mit gegebener Dicke abwechselnd mit parallelen Schichten (aus nichtlinearem Material enthält, wobei die Dicke der Schichten aus linearem Material eine Bragg-Gitterschrittweite für die Schichten aus nichtlinearem Material festlegen, so daß diese wenigstens bei in diesem Band verteilten Wellenlängen λ_i reflektierend wirken, und daß das nichtlineare Material in dünnen Schichten aufgebracht ist, damit die niedrigen optischen Leistungen reflektiert werden, während die starken Leistungen in diesen dünnen Schichten absorbiert werden und die Reflexionsmaxima außerhalb des Infrarot-Bilderzeugungsbandes zurückgeworfen werden, und in dicken Schichten aufgebracht wird, um die starken optischen Leistungen zu reflektieren, während die niedrigen Leistungen dabei durchgelassen werden.
In einer ersten Ausführungsform bildet der Stapel aus reflektierenden Flächen ein Bragg-Gitter mit einer mit λ/2 variablen Schrittweite. Das Gitter ist daher für Wellenlängen über wenigstens ein Infrarotübertragungsband der Atmosphäre streuend.
Gemäß einer Ausführungsform ist das nichtlineare Material in dünnen Schichten aufgebracht, und die Reflexion wird an diesen Schichten für Lichtströme mit geringer Leistung erzielt. Zur Erzielung eines Reflexionskoeffizienten mit einem im wesentlichen ebenen Wert sind die Dicken des nichtlinearen Materials insbesondere für die am meisten verzögerten Wellenlängen beispielsweise gemäß einem Gesetz zur Änderung der Dicke in ”S”-Form vorteilhafterweise vergrößert. Der Elementar-Reflexionskoeffizient einer nichtlinearen dünnen Schicht steigt nämlich mit ihrer Dicke an und kann durch Wählen der Dicke dieser Schicht eingestellt werden.
Eine Alternativlösung besteht darin, eine metallische Platte mit hohem Reflexionsvermögen, beispielsweise eine Aluminiumplatte, zu verwenden, die hinten an dem Schichtenstapel angebracht ist. Der Teller hat dann eine Struktur vom Typ des Gires-Tournois-Interferometers. Mit dieser Anordnung kann ein noch höherer Reflexionskoeffizient für niedrige Leistungen bei einem quasi konstanten Niveau erhalten werden, da die nichtlinearen Schichten dabei relativ wenig zur Reflexion beitragen.
In dieser ersten Ausführungsform ist der Teiler so dimensioniert, daß die Reflexionsmaxima mit hohem Wert außerhalb der Nutzbänder liegen.
Gemäß einer anderen Ausführungsform sind die Schichten aus nichtlinearem Material als dicke Schichten aufgebracht, und die Reflexion an diesen Schichten selektiert somit die Lichtströme mit der hohen einfallenden Leistung.
In einer zweiten Ausführungsform bildet der Stapel des optischen Leistungsteilers nach der Erfindung ein Gitter mit konstanter Schrittweite, das mit einer Metallplatte verbunden ist. Die Schrittweite, die dabei gleich einem geraden oder ungeraden Vielfachen einer halben Referenzwellenlänge ist, ist so festgelegt, daß die Reflexionsmaxima mit hohem Wert, die auf den Bragg-Effekt zurückzuführen sind, außerhalb der Nutzbänder (Band II oder Band III) liegen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich beim Lesen der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung, deren Figuren folgendes zeigen:
1 die Prinzipien der Reflexion durch ein Gitter mit periodischer Schrittweite vom Typ des Bragg-Gitters,
2 einen Stapel aus reflektierenden und parallel angeordneten Flächen, nämlich einen ”λ/2-Stapel”,
3 eine erste Ausführungsform der Erfindung mit einem Stapel mit variabler Schrittweite aus dem nichtlinearen Material in dünnen Schichten,
4 den Verlauf der Amplitude R des Reflexionsvermögens bei hoher und niedriger optischer Leistung im Band II bei einem Teiler gemäß 3,
5 die Werte des Reflexionsvermögens R, die mit einem Teller in Form des Typs Gires-Tournois erhalten werden,
6 die Ergebnisse von R, die mit einem Teiler mit verbreitertem Band in einer Ausführung des Typs Gires-Tournois erhalten werden,
7a und 7b die Ergebnisse eines Zweiband-Teilers vom Typ des Gires-Tournois-Spiegels mit verbreitertem Band, der im Band von 3 bis 5 μm und im Band von 8 bis 12 μm arbeitet,
8 das Diagramm der Werte R des Reflexionsvermögens, die mit einem nichtlinearen Material mit dicken Schichten erhalten werden,
9a, 9b und 9c drei Arten von Anordnungen zum Transportieren des Nutz-Infrarotlichtstroms in einer Infrarotkamera bis zum lichtempfindlichen Detektor,
10 zwei Einband-Teiler mit komplementärer spektraler Empfindlichkeit, die gegenüber angeordnet sind, um die Übertragungswege der 9a oder 9b zu erzielen,
11a und 11b die Antworten, die mit einem Zweiband-Teiler in der Ausgestaltung des Gires-Tournois-Interferometers mit konstanter Schrittweite und beim Arbeiten im Band von 3 bis 5 μm bzw. im Band von 8 bis 12 μm erhalten werden.
Die Erfindung beruht auf der Bragg-Reflexion, die durch ein Gitter bildende reflektierende Flächen im freien Raum realisiert wird, wobei die Schrittperiode des Gitters konstant oder variabel sein kann. Die Prinzipien der Reflexion durch ein Gitter mit periodischer Schrittweite sind in 1 dargestellt. Gemäß dem in dieser Figur dargestellten Schema setzt sich ein solches Gitter aus ebenen und parallelen reflektierenden Flächen zusammen, die mit s₁ bis s_n bezeichnet sind und in einem Schrittabstand ”a” voneinander entfernt liegen.
Unter diesen Bedingungen wird eine einfallende ebene Welle Σ_i mit der Frequenz f, die auf das Gitter unter einem Winkel θ₁ einfällt, unter einen Winkel θ_d reflektiert, der gleich dem Einfallswinkel ist, so daß gilt: θ_i = θ_d = θ. Unter Vernachlässigung von sekundären Mehrfachreflexionserscheinungen ergibt eine reflektierende Fläche s eines Bragg-Gitters zwischen der einfallenden ebenen Welle Σ_i und der reflektierten ebenen Welle Σ_d in bezug auf eine im Abstand x liegende Referenzfläche eine Laufzeitverzögerung t_R von: t_R = 2sinθ / cx
Diese Elementarreflexion wird nur für die Wellenlängen pλ erhalten, wobei p eine ganze Zahl ist, die größer oder gleich 1 und an die Schrittweite ”a” durch die Grundbedingung von Bragg gebunden ist. Für letztere gilt: 2asinθ = pλ
Um die Impulsantwort der Anordnung eines Gitters für ein Wellenlängenintervall Δλ zu erhalten, wird die Bragg-Beziehung über alle Flächen mit der Dicke E dieses Gitters für alle den Impuls bildenden einfallenden Wellen summiert. Der reflektierte Lichtstrom ist dabei über einen Hub Δf aus kohärenten Wellen mit den Frequenzen f_i entsprechend den Wellenlängen pλ_i des Intervalls Δλ zusammengesetzt, die in selektiver Weise an den Flächen des Gitters reflektiert werden, dessen variable oder konstante Schrittweite a_i dem Wert der die Bragg-Bedingung für f = f_i erfüllenden räumlichen Frequenz entspricht.
Das Bragg-Gitter von 1 kann mit Hilfe eines Stapels aus reflektierenden und parallel angeordneten Flächen verwirklicht werden, wobei dieser Stapel als ”λ/2-Stapel” wegen des Ausdrucks der Bragg-Beziehung im leeren Raum bezeichnet wird; dieser Ausdruck bringt auch die Tatsache zum Ausdruck, daß der mittlere Abstand a_m (oder der konstante Abstand für ein Gitter mit konstanter Schrittweite) zwischen den reflektierenden Flächen an die mittlere Wellenlänge λm der einfallenden Impulse durch den folgenden gleichen Ausdruck gebunden ist:
Ein solcher Stapel ist in 2 schematisch dargestellt. Er besteht gemäß der Erfindung aus parallelen Schichten c_L aus einem linearen Material abwechselnd mit parallelen Schichten c_NL aus einem reflektierenden nichtlinearen Material. Die linearen Materialien haben die Eigenschaft, daß sie auf elektromagnetische Beanspruchungen linear reagieren, während die nichtlinearen Materialien, die beispielsweise in Frequenzverdopplern verwendet werden, ein von der einfallenden Leistung abhängiges Antwortverhalten mit nichtlinearer Charakteristik haben.
Die Schichten aus linearem Material haben solche Dicken, daß die reflektierenden Schichten des nichtlinearen Materials ein Gitter bilden, dessen periodische Schrittweite wenigstens für ein Übertragungsband der Infrarot-Bilderzeugung die Bragg-Bedingung erfüllt, wobei der Lichtstrom der Infrarot-Bilderzeugung reflektiert oder durchgelassen wird, wenn er eine schwache Leistung hat, und absorbiert oder reflektiert wird, wenn er eine starke Leistung hat.
Für den Fall von Gittern mit variabler Schrittweite kann die Änderung der Schrittweite ”a” von der der räumlichen Frequenz σ abgeleitet werden, die definitionsgemäß gleich 1/a ist. Die räumliche Frequenz σ(x) hängt von der Abszisse x des Schnittpunkts der entsprechenden reflektierenden Fläche s₁ bis s_n auf einer senkrecht zu diesen Flächen verlaufenden Achse x'x ab. Die Grundbedingung von Bragg lautet dabei wie folgt: a = p / sinH· λ / 2 oder f = pc / 2sinHσ(x) wobei f = c/λ die Frequenz der einfallenden Welle mit der Wellenlänge λ ist und c die Lichtgeschwindigkeit ist.
In einer ersten Ausführungsform bildet der Stapel aus reflektierenden Schichten des Teilers gemäß der Erfindung ein Bragg-Gitter mit variabler Schrittweite. Die Dicke a_i der Schichten des linearen Materials c_L, wie sie in 2 dargestellt sind, entspricht der variablen Schrittweite zwischen den reflektierenden Flächen eines Bragg-Gitters.
Der Wert der Dicke a_i ist durch den Wert der räumlichen Frequenz σ(x) im Abstand x zwischen der betrachteten Schicht c_L und einer Referenzfläche, beispielsweise der ersten reflektierenden Fläche so gegeben. Für den Fall eines Gitters mit variabler Schrittweite folgt die räumliche Frequenz σ(x) einem monotonen Änderungsgesetz abhängig von der Variablen x, damit eine mit der Frequenzstreuung kohärente Dehnung der Verzögerungszeiten ermöglicht wird, die über dem gesamten betroffenen Band der Infrarot-Bilderzeugung der gleichen Gesetzmäßigkeit folgt. Das gebildete Gitter kann als hinsichtlich der optischen Frequenzen (oder Wellenlängen) streuendes Gitter qualifiziert werden. Eine lineare Änderung von σ(x) entspricht beispielsweise einer solchen räumlichen Positionierung der reflektierenden Flächen, daß die Frequenzen f_i der an diesen Flächen reflektierten Wellen dem gleichen linearen Variationsgesetz abhängig vom Abstand x folgen.
Der Stapel der reflektierenden Schichten aus nichtlinearem Material bildet, wie oben angegeben wurde, einen λ/2-Stapel. Da sich jedoch diese reflektierenden Schichten nicht im freien Raum befinden, sondern in einem linearen Medium mit dem Brechungsindex N angeordnet sind, beträgt der hier einer mittleren Dicke der Schichten c_NL entsprechende mittlere Abstand a_m beim Einfallswinkel θ:
und bei senkrechtem Einfall (θ = π/2):
Die Anzahl der Schichten aus linearem Material und aus nichtlinearem Material ist ferner ausreichend, damit die Summe der elementaren Reflexionskoeffizienten der Schichten c_LN durch Integration über die gesamte Dicke des Teilers einen Gesamtreflexionskoeffizienten mit hohem Wert für einen einfallenden Lichtstrom Fi mit vorbestimmtem Leistungswert – schwach oder stark – je nach dem eingesetzten Dickentyp der Schichten c_NL, dünn bzw. dick, im gesamten Nutzband der atmosphärischen Übertragungen liefert.
Gemäß einer ersten Ausführungsform, die in 3 dargestellt ist, sind die Schichten c_NL aus nichtlinearem Material dünne Schichten mit der Dicke e, die in Form von Filmen zwischen den Schichten c_L aus linearem Material angeordnet sind, beispielsweise Schichten aus Magnesiummonoxid (MgO) mit dem Brechungsindex 1,67, aus Cäsiumbromid (CsBr) mit dem Brechungsindex 1,667 oder aus Germanium (Ge) mit dem Brechungsindex 4.
Die aufeinanderfolgenden Schichten aus linearem Material haben eine variable Dicke a_i, die dem obengenannten Änderungsgesetz mit λ/2 folgen, wobei eine Zahl ”p” mit einem Wert genommen wird, der unter dem inversen Wert der relativen spektralen Bandbreite liegt. Für eine Breitbandanwendung wird er vorzugsweise mit dem Wert 1 gewählt, wenngleich auch die Dicke a_i der aufeinanderfolgenden Schichten aus linearem Material, die die variable Schrittweite des Bragg-Gitters repräsentiert, mit der Wellenlänge λ_i der nacheinander bei normalem Einfall (θ = π/2) reflektierten Wellen durch folgende vereinfachte Gleichung verbunden ist: a_i = λ_i/2N
Zum Kompensieren der geringen Dicke der Schichten aus nichtlinearem Material, die den reflektierenden Flächen des Bragg-Modells entsprechen, kann das λ/2-Gesetz der Schrittweite a_i der Schichten aus linearem Material modifiziert werden, indem ein reduzierender Korrekturausdruck hinzugefügt wird. Die Gesetzmäßigkeit ist daher eine berichtigte λ/2-Gesetzmäßigkeit. Z. B. kann vorteilhafterweise ein Schrittweitenänderungsgesetz der folgenden Form angewendet werden:
wobei n der Brechungsindex der nichtlinearen Schicht ist.
Das verwendete nichtlineare Material ist beispielsweise ein Vanadiumoxid (VO₂), das mit Hilfe irgendeines dem Fachmann bekannten Verfahrens, beispielsweise durch Zerstäuben im Vakuum, Abschmelzen mittels Laser und Aufbringen mittels des Verfahrens ”Sol-Gel” aufgebracht und hinsichtlich der Dicke kalibriert werden. Es können auch andere nichtlineare Materialien, insbesondere Halbleiter (beispielsweise Cadmium-Quecksilber-Tellur-Zusammensetzungen in angepaßten Anteilen) angewendet werden.
Vorzugsweise ist der aus abwechselnden Schichten aus linearem Material und nichtlinearem Material gebildete Stapel auf der Vorderfläche des Teilers auf seiten des einfallenden Lichtstroms Fi und gegebenenfalls auch auf der Hinterfläche (insbesondere für den Fall der Ausführung mit dicken Schichten) mit einem Film zur Brechungsindexanpassung überzogen, damit das Eindringen des einfallenden Lichtstroms erleichtert wird, wobei die Dicke dieses Film angenähert gleich einer Viertelwellenlänge bei der mittleren Wellenlänge λ_o des Bandes oder vorzugsweise λ_o/4√N ist, wobei diese Anpassungsschicht für lineare Materialien wie Magnesiumoxid MgO oder Cäsiumbromid CsBr, aus Silberchlorid AgCl oder Zinksulfid ZnS Natriumfluorid sein kann, wenn das lineare Material aus Germanium Ge besteht. Alternativ kann der Stapel ein Prisma tragen, das unter dem Brewster-Einfallswinkel im betrachteten Spektralband beaufschlagt wird.
Für einen einfallenden Lichtstrom mit schwacher Leistung bleibt der Auslöschungsindex k des nichtlinearen Materials (beispielsweise bei 0,1 für VO₂) deutlich unter dem Brechungsindex n dieses Materials (beispielsweise bei 2 für das Material VO₂). Das resultieren die niedrigen Absorptionsverluste und ein hoher Wert des Gesamtreflexionskoeffizienten im gesamten betrachteten Spektralband für eine genügende Anzahl von Schichten.
Für einen Lichtstrom mit starker Leistung sind die Indizes k und n sehr gestört (k wird für VO₂ von 68°C an größer als 2), und die Ausbreitungsbedingungen werden völlig verschieden, da die Absorption groß wird: diese Wellen werden ”eingefangen” und in dem Medium in Wärme umgesetzt. Der Gesamtreflexionskoeffizient liegt dabei auf einem niedrigen Wert für eine Auswahl von Werten der Schrittweite, die seiner Variationsgesetzmäßigkeit abhängig von der Wellenlänge im Ansprechband des Stapels, von der Anzahl der Schichten und von der Dicke der nichtlinearen Schichten entspricht.
Um bei einem niedrigen Leistungswert ein relativ ebenes Ansprechverhalten dieses Koeffizienten zu erzielen, das dabei die Tendenz hat, für die am stärksten verzögerten und somit am stärksten absorbierten Wellenlängen abzunehmen, ist es vorteilhaft, die Schichten aus nichtlinearem Material mit fortschreitend größeren Dicken anzubringen, insbesondere für die diesen Wellenlängen entsprechenden Schichten, wobei beispielsweise ein angepaßtes mathematisches Modell mit wachsender Funktion ein Modell mit ”S-Form” ist.
Beispielsweise zeigt das Diagramm von 4 den Verlauf der Amplitude R des Gesamtreflexionskoeffizienten hinsichtlich der Intensität, was anschließend als Reflexionsvermögen bezeichnet wird, wobei dieses Diagramm für einen niedrigen Wert der optischen Leistung bei normalem Einfall (Kurve A) deutlich unter J/cm² und bei hoher Leistung (Kurve B) in der Größenordnung von J/cm² für einen Leistungsteiler E mit 45,237 μm gilt, der aus einem Stapel aus insgesamt 83 Schichten zusammengesetzt ist, von denen 2 Endschichten aus NaF bestehen, während 41 Schichten aus MgO mit einer gemäß der berichtigten λ/2-Gesetzmäßigkeit eingestellten variablen Dicke (somit zwischen 0,898 und 1,497 μm) abwechselnd mit 40 dünnen Schichten aus VO₂ mit einer zunehmenden Dicke zwischen 50 und 120 nm gemäß einer ”S”-Funktion abhängig von der Tiefe des Teilers vorgesehen sind.
Der Funktionsbereich dieses Teilers überdeckt im wesentlichen das Spektralband II von 3 bis 5 μm mit der Einführung einer mittleren Verzögerungszeit T von 0,5 ps für einen Frequenzhub Δf von 41 THz, wobei die größten Wellenlängen des betrachteten Bereichs (in der Größenordnung von 5 μm) von den am tiefsten liegenden Schichten am stärksten verzögert werden. Das Reflexionsvermögen R dieses Teilers ändert sich bei schwacher optischer Leistung zwischen 50 und 80%, hat also im Mittel im Band II einen Wert von etwa 65%, während es bei starker Leistung unter 5% bleibt, wenn die zwischen 3 und 3,5 μm liegenden Reflexionsspitzen ausgenommen werden.
Um bei einem niedrigen Wert der einfallenden Leistung ein hohes Reflexionsvermögen mit ebenem Verlauf zu erzielen, besteht andererseits eine Alternativlösung mit einer zunehmenden Erhöhung der reflektierenden Schichten darin, eine Metallplatte mit hohem Reflexionsvermögen, beispielsweise eine Aluminiumplatte, hinten am Schichtenstapel anzubringen. Solche Teiler haben dabei eine Konfiguration des Typs wie die Gires-Tournois-Interferometerspiegel, wie sie beispielsweise in einer Mitteilung T258 an die "Académie des Sciences", Seite 6112 beschrieben ist und den Titel hat: "Interféromètre utilisable pour la compression d'impulsions lumineuses modulées en fréquence".
Das Diagramm von 5 zeigt die Werte des Reflexionsvermögens R, die mit einem Teiler in der Konfiguration des Typs Gires-Tournois erhalten werden, der mit einer Aluminiumplatte ausgestattet ist, die an der letzten, den am meisten verzögerten Wellenlängen entsprechenden Schicht aus MgO angebracht ist, wobei die Kurve A für eine schwache senkrecht einfallende optische Leistung gilt, während die Kurve B für eine starke Leistung gilt. Im vorliegenden Fall sind insgesamt 112 Schichten vorhanden, um einen Teiler mit einer Gesamtdicke von 63,18 μm zu bilden, bei dem eine Schicht aus Natriumfluorid auf der Vorderfläche angebracht ist und 65 Schichten aus MgO mit einer gemäß einer berichtigten λ/2-Gesetzmäßigkeit variabel eingestellten Dicke (also zwischen 0,898 und 1,497 μm) abwechselnd mit 55 dünnen Schichten aus VO₂ mit einer konstanten Dicke von 15 nm vorgesehen sind. Dieser Teiler arbeitet im Band II, wobei er eine Verzögerung T von 0,7 ps für einen Frequenzhub von 41 THz einführt. Unter diesen Bedingungen zeigt das Diagramm, daß bei einer schwachen einfallenden Leistung das Reflexionsvermögen zwischen 75 und 91% zwischen 3,4 und 5 μm variiert und im gleichen Intervall bei starker Leistung immer unter etwa 3% bleibt.
Zur Erzielung eines Reflexionsvermögens, das bei starker Leistung niedrig bleibt und bei geringer Leistung auch bei Wellenlängen des Bandes II nahe von 3 μm hoch bleibt, besteht eine als ”Breitband-Variante” bezeichnete Variante darin, die Abmessungen des Stapels zu optimieren, indem auf seiten der Vorderfläche Schichten hinzugefügt werden. Diese Schichten wirken dabei auf die kürzeren Wellenlängen so ein, daß ein Ansprechband des Stapels überdeckt wird, das beispielsweise bis 2,7 μm reicht (somit 11 THz mehr Frequenzhub überdeckt). Unter diesen Bedingungen wird das Diagramm der Änderung des Reflexionsvermögens verschoben, und die Reflexionsspitzen werden bei Wellenlängen unterdrückt, die im Intervall von 2,7 bis 3 μm liegen, d. h. außerhalb des Nutzbandes. Eine solche Variante kann mit Hilfe eines Teilers des Typs mit progressiven dünnen Schichten oder des Gires-Tournois-Typs realisiert werden.
6 zeigt die mit Hilfe eines Teilers vom Typ des breitbandigen Gires-Tournois-Spiegels erhaltenen Ergebnisse, wobei die optimierte Dicke von 34,94 μm aus 66 Schichten zusammengesetzt ist, von denen eine vordere Schicht c_NaF aus Natriumfluorid besteht, während 33 Schichten MgO mit λ/2-Dicken abwechselnd mit 32 Schichten aus VO₂ mit konstanten Dicken von 20 nm sowie eine an die letzte Schicht aus MgO angefügte Aluminiumschicht p_Al vorgesehen sind. Im verbreiterten Band II erzeugt dieser Teiler eine Verzögerung von 0,3 ps vergrößert um 0,08 ps für einen Frequenzhub von 41 THz vergrößert um 11 THz. Unter diesen Bedingungen und bezüglich des Bandes II bleibt das Reflexionsvermögen R bei schwacher einfallender optischer Leistung (Kurve A) im wesentlichen zwischen 80 und 92% und bei starker einfallender Leistung (Kurve B) unter 4%, bis auf die Spitze mit maximaler Höhe, die bei 3,1 μm liegt, wo R auf 8% begrenzt bleibt.
Die Impulsantwort eines nichtlinearen Teilers mit hinsichtlich λ/2 variabler Schrittweite, wie er oben beschrieben wurde und für einen Betrieb im Band II zwischen 3 und 5 μm vorgesehen ist, kann auch im Band III der Infrarotübertragung zwischen 8 und 12 μm vorliegen. In diesem zuletzt genannten Fall reflektiert das Gitter mit variabler Schrittweite bei starkem Pegel der Wellen nicht, da die Bragg-Bedingung in diesem Band nicht eingehalten wird: der Teiler ist also zweibandig.
Die 7a und 7b zeigen die Antworten, die mit einem zweibandigen Teiler vom Typ des Gires-Tournois-Spiegels mit verbreitertem Band, der im Band von 3 bis 5 μm und im Band von 8 bis 12 μm arbeitet, erhalten werden. Dieser Teiler mit der Gesamtdicke von 25,878 μm ist aus 48 Schichten zusammengesetzt, von denen eine vordere Schicht c_NaF aus Natriumfluorid besteht, während 24 Schichten aus Cäsiumbromid (CsBr) mit λ/2-Dicken abwechselnd mit 23 Schichten aus VO₂ mit konstanter Dicke von 10 nm und eine an die letzte Schicht aus CsBr angefügte Aluminiumplatte p_Al vorgesehen sind. Dieser Teiler ergibt eine Verzögerung von 0,22 ps erhöht um 0,059 ps für einen Frequenzhub von 41 THz, vergrößert um 11 THz.
Unter diesen Bedingungen und in bezug auf das Band II (7a) bleibt das Reflexionsvermögen R bei schwacher einfallender optischer Leistung (Kurve A) im wesentlichen zwischen 65 und 90%. Bei starker einfallender Leistung zeigt das Diagramm zwei Kurven für Temperaturen über der Übergangstemperatur von VO₂ (etwa 68°C), nämlich für eine erste Temperatur von 75°C (Kurve B1) und eine zweite Temperatur von 88°C (Kurve B2). Bei diesen Temperaturen befindet sich das VO₂ in einem gestörten Zustand, und sein Auslöschkoeffizient erreicht sehr hohe Werte, etwa 2,6 bzw. 5, obgleich, wie die Kurven zeigen, das Reflexionsvermögen R unter etwa 20% bei 75°C und etwa 8% bei 88°C bleibt.
Im Band III (7b) ändert sich das Reflexionsvermögen R bei schwacher Leistung (Kurve A) zwischen 72 und 91%. Bei starker Leistung zeigt die Kurve B1 (bei 75°C) ein Reflexionsvermögen, das sich zwischen 1 und 6% ändert, während die Kurve B2 (bei 88°C) ein Reflexionsvermögen zeigt, das von 1 auf etwa 8% bei Wellenlängen von 8 bis 12 μm ansteigt.
Gemäß einer anderen Ausführungsform sind die Schichten aus nichtlinearem Material in sogenannten Dickenschichten aufgebracht, und das Reflexionsvermögen an diesen streuenden Schichten selektiert somit den einfallenden Lichtstrom mit starker Leistung. Ein vereinfachtes Beispiel eines Teilers dieses Typs enthält 9 Schichten über eine Gesamtdicke von etwa 3,67 μm, von denen zwei Endschichten aus MgO vorgesehen sind, um das Einführen und Ableiten des Lichtstroms zu erleichtern, während drei Schichten aus einem Calcogenidglas mit einem Brechungsindex von 2,6 mit nach einer λ/2-Gesetzmäßigkeit variablen Dicken (somit zwischen 0,57 und 0,95 μm) abwechselnd mit vier Dickenschichten aus VO₂ mit konstanter Dicke von 150 nm vorgesehen sind. Dieser Teiler arbeitet im Band II, wobei er eine Verzögerung T von 0,05 ps für einen Frequenzhub von 40 THz einführt.
Das Diagramm von 8 zeigt die Werte des Reflexionsvermögens R, die mit einem Teiler für eine schwache optische Leistung bei senkrechtem Einfall (Kurve A) und für eine starke Leistung (Kurve B) im Band II der spektralen Übertragung (3 bis 5 μm) erhalten werden. Das Diagramm zeigt, daß sich das Reflexionsvermögen bei schwacher einfallender Leistung zwischen 23 und 5% und zwischen 40 und 68% im Spektralband von 3 bis 4,2 μm ändert. Zur Erhöhung des Reflexionsvermögens für starke einfallende Leistungen über 4,2 μm hinaus (was einen Anstieg bis auf 20% im betrachteten Fall bedeutet) kann die Dicke der Schichten aus VO₂ fortlaufend vergrößert werden, wie oben bereits beschrieben wurde.
Die zwei Werte der einfallenden Leistung, die für die Reflexion gewählt sind, nämlich schwach oder stark, je nach der einen oder der anderen der zwei obigen Ausführungsformen entsprechend dem Typ mit nichtlinearem Material aus dünnen oder dicken Schichten, bringt zwei Organisationsarten mit sich, die in den schematischen Darstellungen der 9a, 9b und 9c gezeigt sind und gemäß denen der Nutz-Infrarotlichtstrom Fu in einer Infrarotkamera bis zum lichtempfindlichen Detektor D transportiert wird:

– im Fall von 9c ist der Teiler in der Brennebene einer Linse L angeordnet. Der einfallende Lichtstrom L_i wird im Teiler S reflektiert, bevor er den Detektor D über eine halbreflektierende Platte L_S erreicht, die bezüglich der Peilachse AV geneigt ist;
– im Fall von 9a, in der die Struktur des Teilers S ein hohes Reflexionsvermögen für schwache einfallende Leistungen und ein niedriges Reflexionsvermögen für starke einfallende Leistungen ergibt, wird der starke Lichtstrom FI absorbiert, und der Transport des Nutz-Infrarotlichtstroms Fu wird durch eine optische Baugruppe G nach der Reflexion am Teiler S gewährleistet; der Teiler ist bezüglich der optischen Peilachse AV der Kamera zur Ermöglichung dieses Transports geneigt. Der Teiler kann wahlweise als oszillierender Schwenkspiegel dienen, wenn der Detektor in Form eines Stäbchens ausgebildet ist;
– wenn die Struktur des Teilers für starke Leistungen einen hohen Wert des Reflexionsvermögens und für schwache Werte der einfallenden Leistung ein Reflexionsvermögen mit niedrigem Wert ergibt (9c), wird der starke Fluß FI reflektiert, und der Transport des Nutz-Lichtstroms Fu erfolgt durch die Aufnahmegruppe G nach Übertragung durch den Teiler S; der Teiler ist auch hier gegen die Peilachse geneigt, um die Rückreflexion in Richtung der Quelle der Gegenmaßnahme zu vermeiden.

Für den Fall des Tellers vom Typ Gires-Tournois mit dünnen Schichten für den Einbandbetrieb, d. h. mit einer Berechnung für die Optimierung im Band II oder im Band III, können zwei Einband-Teiler mit komplementären spektralen Empfindlichkeiten, beispielsweise die Teiler S₁ und S₂, die in 10 dargestellt sind, einander gegenüber, jedoch versetzt und gegen die optische Achse der Kamera geneigt angebracht werden. Der Transport des Nutz-Lichtstroms bis zum Detektor D mit Zweibandempfindlichkeit (empfindlich in den Bändern II und III) wird mit Hilfe der optischen Baugruppe G nach der Reflexion am zweiten Teiler S₂ gewährleistet. Wenn der Detektor kein Zweibanddetektor ist, können zwei Detektoren, die in den komplementären Spektralbändern II und III empfindlich sind, abwechselnd an der gleichen Stelle mit Hilfe dem Fachmann bekannter Mittel eingeschaltet werden.
In einer zweiten Ausführungsform bildet der optische Leistungsteiler gemäß der Erfindung ein Bragg-Gitter mit konstanter Schrittweite vom Typ Gires-Tournois, d. h. einen mit einer Metallplatte versehenen Teiler. Die Reflexion erfolgt dabei im wesentlichen nur für die Wellenlängen, die die Bragg-Bedingung entsprechend den angepaßten ”p”-Werten erfüllen. Die Schrittweite, die dabei gleich einem geraden oder ungeraden Vielfachen einer halben Referenz-Wellenlänge λ_O/N ist, ist genau so festgelegt, daß die Reflexionsmaxima außerhalb der zwei Nutz-Infrarotbänder, dem Band II und/oder dem Band III, zentriert werden, so daß der Teiler diese zwei Bänder bei schwacher Leistung reflektiert und bei starker Leistung absorbiert.
In der Praxis ist der Teiler wie zuvor aus dünnen Schichten aus nichtlinearem Material mit einem Brechungsindex ”n” gebildet, die durch Schichten aus linearem Material mit dem Brechungsindex N getrennt sind, deren Dicke durch den konstanten λ/2-Schrittweitenwert eines Bragg-Gitters gegeben ist:
Zum Kompensieren der geringen Dicke ”e” der Schichten aus nichtlinearem Material, die den reflektierenden Flächen des Bragg-Modells entsprechen, kann der λ/2-Wert der Schrittweite ”a” der Schichten aus linearem Material berichtigt werden, indem ein Korrekturausdruck hinzugefügt wird (von dem bereits in der ersten Ausführungsform die Rede war), nämlich:
Die 11a und 11b zeigen die mit Hilfe eines Zweiband-Teilers vom Typ des Gires-Tournois-Spiegels mit konstanter Schrittweite und bei einem Betrieb im Band von 3 bis 5 μm (11a) und im Band von 8 bis 12 μm (11b) erhaltenen Antworten. Dieser Teiler mit einer Gesamtdicke von 46,279 μm besteht aus 54 Schichten, nämlich aus einer vorderen Schicht aus c_NaF aus NaF und 27 Schichten aus CsBr mit konstanter Dicke von 1,638 μm entsprechend einer Referenzlänge λ_o von 5,5 μm im freien Raum, abwechselnd mit 26 Schichten aus VO₂ mit konstanter Dicke von 10 nm sowie einer an die letzte Schicht aus CsBr angefügten Aluminiumplatte p_Al.
Unter diesen Bedingungen und unter Bezugnahme auf das Band II (11a) bleibt das Reflexionsvermögen R bei schwacher einfallender optischer Leistung (Kurve A) im wesentlichen zwischen 30 und 90%. Bei starker einfallender Leistung (Kurve B) überschreitet das Reflexionsvermögen 17% nicht und bleibt über drei Viertel des betrachteten Spektralbandes unter 10%.
Im Band III (11b) ändert sich das Reflexionsvermögen R bei schwacher Leistung (Kurve A) zwischen 86% und 74%, und es bleibt praktisch im gesamten betrachteten Band über 80%. Bei starker Leistung zeigen die Kurven B1 und B2 ein Reflexionsvermögen R an, das im gesamten betrachteten Band bei 75°C bzw. 88°C unter 2% bleibt.
Die Struktur eines Teilers mit konstanter Schrittweite ergibt somit für schwache einfallende optische Leistungen ein Reflexionsvermögen mit hohem Wert, und sie ergibt für schwache einfallende Leistungen bei sehr geringem Reflexionsvermögen eine Absorption. Wie die bereits erläuterte 9a zeigt, wird der intensive Lichtstrom FI absorbiert, und der Transport des Nutz-Infrarotlichtstroms Fu wird dabei durch eine optische Baugruppe G nach der Reflexion am Teiler gewährleistet, der schräg geneigt gegen die optische Peilachse der Kamera angeordnet ist, um diesen Transport zu ermöglichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 5010315 [0004]
US 4795905 [0004]
US 4148584 [0004]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Zeitschrift SPIE v. 1692, Seite 178 (1992) [0004]
Zeitschrift Applied Optics, v. 30, Seite 8 (1991) [0004]
”Academie des Sciences”, 1969, Seiten 445–458 [0006]
”Electronics Letters” v. 19 Nr. 16, 1992, Seiten 1414–1415 [0006]
”Académie des Sciences”, Seite 6112 beschrieben ist und den Titel hat: ”Interféromètre utilisable pour la compression d'impulsions lumineuses modulées en fréquence” [0049]

Claims

Optischer selektiver Leistungsteiler mit breitem Spektralband, das wenigstens ein Infrarot-Bilderzeugungsband überdeckt, mit einem Stapel aus reflektierenden Schichten, die ein Gitter mit periodischer Schrittweite bilden, dadurch gekennzeichnet, daß der Stapel parallele Schichten (c_L) aus linearem Material mit gegebener Dicke (a, a_i) abwechselnd mit parallelen Schichten (c_NL) aus nichtlinearem Material enthält, wobei die Dicke der Schichten aus linearem Material eine Bragg-Gitterschrittweite für die Schichten aus nichtlinearem Material festlegen, so daß diese wenigstens bei in diesem Band verteilten Wellenlängen λ_i reflektierend wirken, und daß das nichtlineare Material in dünnen Schichten aufgebracht ist, damit die niedrigen optischen Leistungen reflektiert werden, während die starken Leistungen in diesen dünnen Schichten absorbiert werden und die Reflexionsmaxima außerhalb des Infrarot-Bilderzeugungsbandes zurückgeworfen werden, und in Dickenschichten aufgebracht wird, um die starken optischen Leistungen zu reflektieren, während die niedrigen Leistungen dabei durchgelassen werden.
Optischer Leistungsteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stapel aus reflektierenden Schichten des nichtlinearen Materials ein Bragg-Gitter mit variabler Schrittweite entsprechend einer räumlichen Frequenz σ(x) bildet, die einer Gesetzmäßigkeit mit monotoner Änderung abhängig vom Abstand x der reflektierenden Schichten von einer Referenzfläche folgt.
Optischer Leistungsteiler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das nichtlineare Material in dünnen Schichten aufgebracht ist, die für niedrige optische Leistungen durch Reflexion streuend im Infrarot-Bilderzeugungsband und für starke optische Leistungen in diesem Band absorbierend sind.
Optischer Leistungsteiler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicken der Schichten aus linearem Material, die die variable Schrittweite des Gitters der Schichten aus nichtlinearem Material festlegen, einem Bragg-Gesetz folgen, das wie folgt, ausgedrückt bei senkrechtem Einfall, korrigiert ist:
Optischer Leistungsteiler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicken (e) der Schichten aus nichtlinearem Material mit dem Brechungsindex n fortlaufend für, die am stärksten verzögerten Wellenlängen des Infrarot-Bilderzeugungsbandes erhöht werden, um die Änderung des Reflexionskoeffizienten in dem Nutzband zu begrenzen.
Optischer Leistungsteiler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Metallplatte mit hohem Reflexionsvermögen hinter dem Schichtenstapel angebracht ist.
Optischer Leistungsteiler nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stapel auf der nach vorne gerichteten Seite zusätzliche Schichten enthält, um auf ein zu den kürzeren Wellenlängen erweitertes Infrarot-Bilderzeugungsband außerhalb der atmosphärischen Übertragungsbänder einzuwirken.
Optischer Leistungsteiler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stapel aus abwechselnden Schichten aus linearem Material und nichtlinearem Material auf der auf Seiten des einfallenden Flusses (Fi) liegenden Fläche mit einem Brechungsindex-Anpassungsfilm überzogen ist.
Optischer Leistungsteiler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten aus nichtlinearem Material in Dickenschichten aufgebracht sind, die für starke optische Leistungen im Infrarot-Bilderzeugungsband bei der Reflexion streuend wirken und für niedrige optische Leistungen in diesem gleichen Band durchlässig wirken.
Optischer Leistungsteiler nach den Ansprüchen 3 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Stapel aus Schichten auch auf der hinteren Fläche mit einem Film zum Anpassen des Brechungsindex überzogen ist.
Optischer Leistungsteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stapel ein Bragg-Gitter mit konstanter Schrittweite bildet, die gleich einem geraden oder ungeraden Vielfachen einer halben Referenzwellenlänge ist, die so gewählt ist, daß sie maximal vier der Reflexionen außerhalb des Infrarot-Bilderzeugungsbandes entspricht und daß eine Metallplatte mit hohem Reflexionsvermögen hinter dem Stapel aus Schichten angebracht ist.
Optischer Leistungsteiler nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicken der Schichten aus linearem Material, die die variable Schrittweite des Gitters der Schichten aus nichtlinearem Material festlegen, einem Bragg-Gesetz folgen, das wie folgt, ausgedrückt bei senkrechtem Einfall, korrigiert ist:
Optischer Leistungsteiler nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzwellenlänge λ_o im leeren Raum im wesentlichen gleich 5,5 μm ist.
Optischer Leistungsteiler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das nichtlineare Material Vanadiumdioxid ist.