DE19942420A1

DE19942420A1 - Optical beam divider for polarization separation of monochromatic light is for use in CD or DVD optical pick up device and can be produced more economically than existing devices

Info

Publication number: DE19942420A1
Application number: DE19942420A
Authority: DE
Inventors: Lingli Wang; Theo Tschudi; Reinhard Steiner; Klaus Rudolf; Hans-Juergen Dobschal; Oliver Falkenstoerfer
Original assignee: Carl Zeiss Jena GmbH
Current assignee: Jenoptik AG
Priority date: 1999-09-06
Filing date: 1999-09-06
Publication date: 2001-03-08
Also published as: NL1016064C2; FR2798200A1; NL1016064A1; FR2798200B1; JP2001116915A

Abstract

Optical beam divider has a transparent body (1) with a monochromatic light beam (x) passing through it. On the entry side is a diffraction grating (2) that polarizes the light in such a manner that it then travels through the body without being refracted. At the exit of the body is a polarization altering body (3) that causes a phase shift of the polarization of between 70 an 110 degrees.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen optischen Strahlenteiler zur Polarisationstrennung von monochromatischem Licht. Solche optischen Strahlteiler werden z. B. in optischen Pick-up's eingesetzt, wo es um das Lesen und Schreiben von Informationsschichten in Speicherelementen geht.The invention relates to an optical Beam splitter for polarization separation of monochromatic light. Such optical beam splitters z. B. used in optical pick-up's where it comes to reading and writing layers of information in Storage elements goes.

Aus dem Stand der Technik sind zahlreiche Lösungen integrierter Pick-up-Systeme bekannt geworden, die aus refraktiver bzw. difraktiver Optik aufgebaut sind und verschiedenste Funktionen realisieren können. Das Kernstück dieser Systeme besteht dabei häufig aus zusammengesetzten optischen Einzelkomponenten, z. B. Prismen, Planplatten, mit aufgebrachten Reflexionsschichten.There are numerous solutions from the state of the art integrated pick-up systems that are known from refractive or diffractive optics are constructed and can implement various functions. The The core of these systems often consists of composite optical individual components, e.g. B. Prisms, flat plates, with applied Reflective layers.

Die optischen Elemente sind, um geringe Abmessungen zu erhalten und die Störanfälligkeit herabzusetzen, häufig als integrierter optischer Glasblock aufgebaut und werden beispielsweise von der Fa. Matsushita vertrieben.The optical elements are small in size too get and reduce the susceptibility to failure, often built and built as an integrated optical glass block distributed for example by Matsushita.

Ein weiteres Beispiel, bei dem das Kernstück, ein Polteiler, die Trennung von monochromatischer Strahlung in senkrechte und parallele Komponenten vornimmt, ist aus der US 5,682,373 bekannt geworden. Mit dieser Anordnung ist ein Lesen und Schreiben von optischen Speicherelementen in verschiedenen Höhen möglich (CD, DVD).Another example where the centerpiece, a Pole splitter, the separation of monochromatic radiation into vertical and parallel components from US 5,682,373. With this Arrangement is reading and writing optical Storage elements in different heights possible (CD, DVD).

Die polarisationsoptischen Elemente sind jedoch relativ kompliziert herzustellen und müssen aufwendig justiert werden. Darüber hinaus müssen die Einzelelemente bei der Herstellung eine Vielzahl von technologischen Prozessen durchlaufen, wodurch hohe Kosten entstehen.However, the polarization-optical elements are relative complicated to manufacture and have to be adjusted laboriously become. In addition, the individual elements must manufacturing a variety of technological Go through processes, resulting in high costs.

Ein weiteres Pick-up-Konzept mit difraktiver Optik ist aus Spie, Vol. 1663, Optical Data Storage (1992), p. 46-57 bekannt geworden. Hierbei ist ein holografisch erzeugtes Volumengitter in einem dicken Aufzeichnungsmedium neben einem Reliefgitter angeordnet. Die Gitter auf den lichtduchlässigen Körpern werden in unterschiedlichen Herstellungstechnologien hergestellt und müssen zueinander justiert und montiert werden. Das ist zur Erreichung einer hohen Genauigkeit sehr aufwendig.Another pick-up concept with a diffractive look is from Spie, Vol. 1663, Optical Data Storage (1992), p. 46-57 became known. Here is a holographic generated volume grid in a thick Recording medium next to a relief grid arranged. The grids on the translucent Bodies are in different Manufacturing technologies manufactured and must adjusted and assembled to each other. This is for Achieving high accuracy is very complex.

Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen optischen Strahlteiler zur Polarisationstrennung von monochromatischem Licht zu realisieren, der relativ klein ist, der wenige verschiedenartige Elemente enthält, nach einer Technologie hergestellt werden kann und damit kostengünstig zu produzieren ist.Based on the prior art, the invention is the Task based on an optical beam splitter Polarization separation of monochromatic light too realize that is relatively small, the few contains various elements, according to one Technology can be made and so is inexpensive to produce.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem gattungsgemäßen optischen Strahlteiler zur Polarisationstrennung von monochromatischem Licht dadurch gelöst, daß in dem den lichtdurchlässigen Körper verlassenden Lichtstrahl bzw. Teilstrahl ein die Polarisation des monochromatischen Lichtes änderndes Element dem Gitter nachgeordnet ist. Das Gitter ist auf dem lichtdurchlässigen Körper angeordnet und wird von dem Lichtstrahl durchlaufen. Bei einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung ist das Gitter und/oder das die Polarisation ändernde Element direkt oder über mindestens einen lichtdurchlässigen Zwischenkörper auf dem oder in unmittelbarer Nähe des lichtdurchlässigen Körpers angeordnet. Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das die Polarisation ändernde Element auf der dem Gitter gegenüberliegenden Seite des lichtdurchlässigen Körpers angeordnet. Es ist vorteilhaft, daß das Gitter und das die Polarisation ändernde Element aus je einen Oberflächenreliefgitter bestehen. Weitere bevorzugte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.According to the invention, the task is at a Generic optical beam splitter for Polarization separation of monochromatic light solved in that in the translucent Body leaving light beam or partial beam on the Changing polarization of monochromatic light Element is subordinate to the grid. The grid is open the translucent body and is arranged by pass through the light beam. In a preferred one Training of the invention is the grid and / or that the polarization changing element directly or via at least one translucent intermediate body or in the immediate vicinity of the translucent Body arranged. With an advantageous A further development of the invention is polarization changing element on the opposite of the grid Side of the translucent body arranged. It is advantageous that the grating and the polarization changing element from a surface relief grid consist. Further preferred further developments are See subclaims.

Aufgrund der vielfältigen mögliche Variationen eines so aufgebauten optischen Strahlteilers zur Polarisationstrennung von monochromatischem Licht, ist ein Aufbau eines optischen Pick-up's, welches mehrere Informationsschichten parallel lesen bzw. lesen und schreiben kann, kostengünstig aufzubauen.Because of the many possible variations of such a constructed optical beam splitter Separation of polarization from monochromatic light a structure of an optical pick-up, which several Read or read information layers in parallel and can write to build inexpensively.

Die Erfindung soll nachstehend anhand von Prinzipdarstellungen noch näher erläutert werden. Es zeigen:The invention is based on Principle representations are explained in more detail. Show it:

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung des erfindungsgemäßen optischen Strahlteilers, Fig. 1 is a schematic representation of the optical beam splitter according to the invention,

Fig. 2 eine Prinzipdarstellung des erfindungsgemäßen optischen Strahlteilers in einem Pick-up-System, Fig. 2 is a schematic representation of the optical beam splitter according to the invention in a pick-up system,

Fig. 3 eine Prinzipdarstellung des erfindungsgemäßen optischen Strahlteilers in einem Pick-up-System zum Parallellesen oder gleichzeitigen Schreiben und Lesen, Fig. 3 is a schematic representation of the optical beam splitter according to the invention in a pick-up system for parallel reading or simultaneous writing and reading,

Fig. 4 eine Prinzipdarstellung des erfindungsgemäßen optischen Strahlteilers in einem Pick-up-System zum Parallellesen oder gleichzeitigen Schreiben und Lesen mit übereinanderliegenden Foki. Fig. 4 is a schematic representation of the optical beam splitter according to the invention in a pick-up system for parallel reading or simultaneous writing and reading with superimposed foci.

Die Fig. 1 zeigt eine Prinzipdarstellung des erfindungsgemäßen optischen Strahlteilers. Auf dem lichtdurchlässigem Körper 1 ist ein Gitter 2 angeordnet. Ein auf das Gitter 2 einfallender monochromatischer Lichtstrahl ist so polarisiert, daß möglichst die gesamte Strahlung ohne Beugung das Gitter 2 durchläuft. Dabei ist der monochromatische Lichtstrahl vorzugsweise so polarisiert, daß der Vektor der elektrischen Feldstärke Gier Strahlung senkrecht zu den Gitterfurchen schwingt. Der monochromatische Lichtstrahl durchläuft den lichtduchlässigen Körper 1 und trifft auf ein Element 3, das die Polarisation des monochromatischen Lichtes verändert und durchläuft das Element 3 geradlinig. Das Gitter 2 ist vorteilhafterweise ein Phasengitter mit einem hohen Transmissionsgrad für die benutzte Strahlung. Fig. 1 shows a schematic representation of the optical beam splitter according to the invention. A grating 2 is arranged on the translucent body 1 . A monochromatic light beam incident on the grating 2 is polarized in such a way that as far as possible all of the radiation passes through the grating 2 without diffraction. The monochromatic light beam is preferably polarized in such a way that the vector of the electric field strength yaw radiation oscillates perpendicular to the grating furrows. The monochromatic light beam passes through the translucent body 1 and strikes an element 3 which changes the polarization of the monochromatic light and passes through the element 3 in a straight line. The grating 2 is advantageously a phase grating with a high transmittance for the radiation used.

Das polarisationsändernde Element 3 realisiert eine Phasenverschiebung im Bereich von
The polarization-changing element 3 realizes a phase shift in the range of

/ϕ/ = 70° - 110°/ ϕ / = 70 ° - 110 °

Das Element 3 besteht aus einem Phasengitter, welches eine Gitterkonstante besitzt, die in Transmission und Reflexion für die verwendete Wellenlänge keine 1. oder höhere Ordnung zuläßt. Der lichtdurchlässige Körper 1 ist z. B. aus einer planparallelen Glasplatte mit einer Stärke von wenigen mm aufgebaut sein. The element 3 consists of a phase grating, which has a grating constant that does not allow a 1st or higher order in transmission and reflection for the wavelength used. The translucent body 1 is, for. B. from a plane-parallel glass plate with a thickness of a few mm.

Um eine Phasenverschiebung zu erreichen, müssen die Gitterstrukturen des Gitters 2 und des Elementes 3 zueinander in einem definierten Winkelbereich angeordnet sein, der vorteilhafterweise ca. 45° beträgt. Das Gitter 2 und das Element 3 sind nach den in der Elektrotechnik üblichen Strukturierungs technologien der Holographie/Lithographie hergestellt oder stellen Kopien von Masterelementen, die mit den vorgenannten Technologien hergestellt sind, dar. Das Element 3 kann darüber hinaus aus doppelbrechendem Kristall, aus einer Folie etc. realisiert werden.In order to achieve a phase shift, the grating structures of the grating 2 and of the element 3 must be arranged with respect to one another in a defined angular range, which is advantageously approximately 45 °. The grating 2 and the element 3 are produced according to the structuring technologies of holography / lithography customary in electrical engineering or represent copies of master elements which are produced using the abovementioned technologies. The element 3 can also be made of birefringent crystal, from a film etc. can be realized.

In Fig. 2 ist eine Prinzipdarstellung des erfindungsgemäßen optischen Strahlteilers in einem einfachen Pick-up-System dargestellt. Das Licht einer monochromatischen Lichtquelle 9, beispielsweise eine Laserdiode, trifft auf ein Gitter 21, das auf einem lichtdurchlässigem Körper 1 angeordnet ist. Die Komponente des monochromatischen Lichtes mit der Schwingungsebene der elektrischen Feldstärke senkrecht zu den Gitterfurchen wird von der Struktur des Gitters 21 nicht abgelenkt und durchläuft den lichtdurchlässigen Körper 1 ohne Richtungsänderung (x), beispielsweise ausgebildet als planparallele Platte, und trifft auf das die Polarisation des monochromatischen Lichtes ändernde Element 3. Am Ausgang des Elementes 3 liegt so vorteilhafterweise zirkular polarisiertes Licht an, durchläuft ein optisches Linsensystem 5 und trifft auf ein Objekt 7. Das Licht wird auf der Fokussierebene 6 des Objektes 7 reflektiert. Die Fokussierebene 6 kann aus unterschiedlichen Materialien bestehen, die geeignet sind, das einfallende Licht zu reflektieren, wie z. B. bei einer optischen Disk. Damit wird der Drehsinn des zirkular polarisierten Lichtes in entgegengesetzter Richtung gedreht und durchläuft wiederum das optische Linsensystem 5 und das Element 3. Nach Durchlaufen des Elementes 3 entsteht linear polarisiertes Licht, welches um 90° gegenüber dem Licht der Laserdiode gedreht ist. Dadurch wird am Gitter 21 das Licht hocheffizient gebeugt und wird an der Rückseite des lichtdurchlässigen Körpers 1 total reflektiert und gelangt auf das Gitter 22, wird durch das Gitter 22 in die 1. Beugungsordnung (Transmission) gebeugt und trifft auf einen Detektor 10, der die Auswertung vornimmt. Vorteilhafterweise sind die Gitterkonstanten 21 und 22 gleich, so daß das senkrecht eintretende Licht der Laserdiode und der das Gitter 22 verlassende Lichtstrahl möglichst parallel zueinander verlaufen, wobei eine exakte Parallelität nur bei vernachlässigbaren Keilfehlern des lichtdurchlässigen Körpers 1 bezüglich der parallelen, die Gitter 21, 22 und das Element 3 tragenden Flächen, auftritt. Die Gitterfurchen der Gitter 21 und 22 in Fig. 2 stehen senkrecht zur Zeichenebene.In Fig. 2 is a schematic representation of the optical beam splitter according to the invention is in a simple pick-up system shown. The light from a monochromatic light source 9 , for example a laser diode, strikes a grating 21 which is arranged on a transparent body 1 . The component of the monochromatic light with the plane of vibration of the electric field strength perpendicular to the grating furrows is not deflected by the structure of the grating 21 and passes through the translucent body 1 without changing direction (x), for example in the form of a plane-parallel plate, and strikes the polarization of the monochromatic Light changing element 3 . Circularly polarized light is advantageously present at the output of the element 3 , passes through an optical lens system 5 and strikes an object 7 . The light is reflected on the focusing plane 6 of the object 7 . The focusing plane 6 can consist of different materials that are suitable for reflecting the incident light, such as. B. with an optical disc. The direction of rotation of the circularly polarized light is rotated in the opposite direction and in turn passes through the optical lens system 5 and the element 3 . After passing through element 3 , linearly polarized light is produced, which is rotated by 90 ° with respect to the light of the laser diode. As a result, the light at the grating 21 is highly efficiently diffracted and is totally reflected at the rear of the translucent body 1 and reaches the grating 22 , is diffracted by the grating 22 into the 1st order of diffraction (transmission) and strikes a detector 10 which detects the Makes evaluation. Advantageously, the lattice constants 21 and 22 are the same, so that the perpendicularly entering light of the laser diode and the light beam leaving the lattice 22 run as parallel as possible to one another, an exact parallelism only with negligible wedge errors of the translucent body 1 with respect to the parallel, the lattices 21 , 22 and the element 3 bearing surfaces occurs. The grid furrows of grids 21 and 22 in FIG. 2 are perpendicular to the plane of the drawing.

In Fig. 3 ist ein optischer Strahlteiler in einem Pick- up-System zum parallelen Lesen oder gleichzeitigem Schreiben und Lesen mit lateral versetzten Foki und in einer oder zwei übereinanderliegenden Fokussierebenen dargestellt. Das Licht einer Lichtquelle 9 trifft auf ein Gitter 21 und wird durch das Gitter 21 in Abhängigkeit von der Orientierung des Vektors der elektrischen Feldstärke der Strahlung zur Lage der Gitterfurchen in einen Teilstrahl y und einen Teilstrahl z zerlegt. Der Teilstrahl y wird dabei, wie in Fig. 2 beschrieben, über das Element 31 des optischen Linsensystems 52, die Fokussierebene 6 auf den Detektor 10 geleitet. Der andere Teilstrahl z wird an der dem Gitter 21 gegenüberliegenden Seite des lichtduchlässigen Körpers 1 reflektiert, gelangt auf ein Gitter 22 und durchläuft den wie in Fig. 2 beschriebenen Hin- und Rückweg über das Element 32, 51 eine Fokussierebene 12 und trifft auf einen Detektor 11. Nach Aufspaltung am Gitter 21 ist der Teilstrahl z überwiegend so polarisiert, daß der Vektor der elektrischen Feldstärke parallel zu den Furchen des Gitters 21 schwingt.In Fig. 3, an optical beam splitter is shown in a pick-up system for parallel reading or simultaneous writing and reading of laterally offset foci and in one or two superimposed focusing planes. The light from a light source 9 strikes a grating 21 and is broken down by the grating 21 into a partial beam y and a partial beam z depending on the orientation of the vector of the electric field strength of the radiation for the position of the grating furrows. The partial beam y is, as described in FIG. 2, directed via the element 31 of the optical lens system 52 , the focusing plane 6 onto the detector 10 . The other partial beam z is reflected on the side of the light-permeable body 1 opposite the grating 21 , reaches a grating 22 and passes through the return path as described in FIG. 2 via the element 32 , 51 through a focusing plane 12 and strikes a detector 11 . After splitting on the grating 21 , the partial beam z is predominantly polarized so that the vector of the electric field strength oscillates parallel to the furrows of the grating 21 .

Vorteilhafterweise haben die Gitter 21, 22, 23 die gleiche Gitterkonstante, und ihre Gitterfurchen haben die gleiche Richtung. Für die Darstellung in Fig. 3 stehen die Gitterfurchen senkrecht zur Zeichenebene. Mit dem optischen Linsensystem 51 wird die entsprechende Fokussierebene eingestellt. Die Gitter 21, 22 und 23 sind identisch ausgebildet ebenso die Elemente 31 und 32. Die Elemente 31 und 32 realisieren wiederum eine Phasenverschiebung im Bereich
The grids 21 , 22 , 23 advantageously have the same grating constant and their grating grooves have the same direction. For the illustration in FIG. 3, the grid furrows are perpendicular to the plane of the drawing. The corresponding focusing plane is set with the optical lens system 51 . The grids 21 , 22 and 23 are identical, as are the elements 31 and 32 . The elements 31 and 32 in turn implement a phase shift in the area

/ϕ/ = 70° - 110°./ ϕ / = 70 ° - 110 °.

Beispielsweise wird damit eine λ/4-Funktion realisiert. Somit liegen Bündel von Licht zirkularer Polarisation mit unterschiedlicher Drehrichtung vor, die jeweils durch die dargestellten Reflexionswege über die Fokussierebenen 6 und 12 auf verschiedene Detektoren 10 und 11 gelangen. Die Drehung des polarisierten Lichtes in den Strahlengängen in Richtung der Fokussierebene 6 und 12 und zurück durch die Elemente 31 und 32 funktioniert, wie in Fig. 2 beschrieben. Somit liegen an dem Detektor 10 polarisiertes Licht mit der Schwingungsebene des elektrischen Feldstärkenvektors parallel zu den Gitterfurchen des Gitters 23 an und am Detektor 11 polarisiertes Licht mit der Schwingungsebene des elektrischen Feldstärkevektors senkrecht zu den Gitterfurchen des Gitters 22. Anteile anderer Polarisationsrichtungen an den Detektoren sind vernachlässigbar. Mit dieser Anordnung lassen sich übereinanderliegende Speicherschichten, dargestellt durch die Ebenen 6 und 12, parallel auslesen oder gleichzeitig schreiben und lesen. Die Anordnung läßt sich aber auch vorteilhaft für eine Disk mit einer Fokussierebene anwenden. Dabei wird eine Erhöhung der Datenrate möglich.For example, a λ / 4 function is thus implemented. Bundles of light of circular polarization with different directions of rotation are thus present, each of which reaches the different detectors 10 and 11 through the reflection paths shown via the focusing planes 6 and 12 . The rotation of the polarized light in the beam paths in the direction of the focusing plane 6 and 12 and back through the elements 31 and 32 functions as described in FIG. 2. Thus, polarized light with the oscillation plane of the electric field strength vector is present at the detector 10 parallel to the grating grooves of the grating 23 and light polarized at the detector 11 with the oscillation plane of the electric field strength vector perpendicular to the grating grooves of the grating 22 . Portions of other polarization directions in the detectors are negligible. With this arrangement, superimposed memory layers, represented by levels 6 and 12 , can be read out in parallel or written and read simultaneously. The arrangement can also be used advantageously for a disc with a focal plane. This enables an increase in the data rate.

Die Fig. 4 zeigt eine Prinzipdarstellung des erfindungsgemäßen optischen Strahlteilers in einem Pick- up-System zum parallelen Lesen oder gleichzeitigen Schreiben und Lesen in zwei übereinanderliegenden Speicherschichten, wobei die Foki des optischen Linsensystems 5 axial zur optischen Achse angeordnet sind. Das monochromatische Licht der Lichtquelle 9 durchläuft ein Kollimatorsystem 13, das beispielsweise aus einem Hybridkollimator, einem Beamshaper und einer drehbaren λ/2-Platte besteht, und trifft auf das Gitter 21. Das Gitter 21 spaltet in Abhängigkeit von der Eingangspolarisation, wie in Fig. 3 ausgeführt, das Lichtbündel in die Teilstrahlen y und z auf. Der Teilstrahl y durchläuft das polarisationsbeeinflussende Element 31 mit den wie in Fig. 1 beschriebenen Wirkungen. Ein Gitter 24, das auf einem lichtdurchlässigen Zwischenkörper 4 angeordnet ist, beugt die Komponente des Lichtstrahles effizient, deren elektrischer Feldstärkevektor parallel zu den Gitterfurchen des Gitters 24 schwingt, wird an der gegenüberliegenden Seite des Gitters 24 total reflektiert und über ein weiteres Gitter 25 zur Beugung gebracht. Dieser gebeugte Lichtstrahl gelangt auf eine Flüssigkristallinse 8. Auf die Flüssigkristallinse 8 gelangt darüber hinaus der Teilstrahl z, der ebenfalls über den Weg der Totalreflexion der Beugung des Gitters 22 und das die Polarisation ändernde Element 32 und Gitter 25 auf die Flüssigkristallinse 8 auftrifft, vorwiegend mit der Komponente der Feldstärke, die senkrecht zu den Furchen des Gitters 25 schwingt. Die Furchen der Gitter 21, 22, 23, 24 und 25 stehen in Fig. 4 senkrecht zur Zeichenebene. Auf die Flüssigkristallinse 8 treffen somit zwei Lichtbündel mit nahezu linear polarisiertem Licht mit zueinander senkrechten Schwingungsebenen, wobei die Ausführung der Flüssigkristallinse eine Abbildungswirkung auf nur eine Schwingungsebene besitzt, die andere Schwingungsebene wird unbeeinflußt durchgelassen. Auf das optische Linsensystem 5 treffen somit zwei Wellen unterschiedlicher Divergenz auf, und deren Abbildung wird auf den Fokussierebenen 6 und 12 des Speicherelementes 71 realisiert. Die Fokussierebenen 6 und 12 sind hierbei so gestaltet, daß sie geeignet sind, Informationen mittels lichtempfindlichen Schichten zu speichern oder mittels reflektierenden Schichten zu lesen. Die Flüssigkristallinse 8 ist dabei in üblicher Weise mit einem Flüssigkristall gefüllt, deren Orientierung sich mit der angelegten Spannung ändert und somit zu einer Veränderung der Brechzahl des Systems führt. Die Elektroden sind dabei transparent ausgebildet und auf die Flüssigkeitsumgebung bildende Form aufgebracht. Diese Oberfläche können stetige Krümmungen, wie Mikrostrukturoberflächen beinhalten. FIG. 4 shows a schematic diagram of the optical beam splitter according to the invention in a pick-up system for parallel reading or simultaneous writing and reading in two superimposed storage layers, wherein the foci of the optical lens system 5 are arranged axially to the optical axis. The monochromatic light from the light source 9 passes through a collimator system 13 , which consists for example of a hybrid collimator, a beam shaper and a rotatable λ / 2 plate, and strikes the grating 21 . The grating 21 splits the light bundle into the partial beams y and z as a function of the input polarization, as shown in FIG. 3. The partial beam y passes through the polarization-influencing element 31 with the effects as described in FIG. 1. A grating 24 , which is arranged on a translucent intermediate body 4 , efficiently diffracts the component of the light beam whose electrical field strength vector oscillates parallel to the grating grooves of the grating 24 , is totally reflected on the opposite side of the grating 24 and is diffracted via a further grating 25 brought. This diffracted light beam reaches a liquid crystal lens 8 . In addition, the partial beam z reaches the liquid crystal lens 8 , which also strikes the liquid crystal lens 8 via the path of total reflection of the diffraction of the grating 22 and the polarization-changing element 32 and grating 25 , predominantly with the component of the field strength that is perpendicular to the Furrows of the grid 25 vibrates. The furrows of the grids 21 , 22 , 23 , 24 and 25 are perpendicular to the plane of the drawing in FIG. 4. Two liquid bundles with almost linearly polarized light with mutually perpendicular oscillation planes thus strike the liquid crystal lens 8 , the design of the liquid crystalline lens having an imaging effect on only one oscillation plane, the other oscillation plane being let through unaffected. Two waves of different divergence thus strike the optical lens system 5 , and their imaging is realized on the focusing planes 6 and 12 of the memory element 71 . The focusing planes 6 and 12 are designed in such a way that they are suitable for storing information by means of light-sensitive layers or reading them by means of reflecting layers. The liquid crystal lens 8 is filled in the usual way with a liquid crystal, the orientation of which changes with the applied voltage and thus leads to a change in the refractive index of the system. The electrodes are designed to be transparent and applied to the form forming the liquid environment. This surface can contain continuous curvatures, such as microstructure surfaces.

List of the reference symbols used

11

lichtdurchlässiger Körper
translucent body

22nd

, ,

2121

, ,

2222

, ,

2323

, ,

2424th

, ,

2525th

Gitter
Grid

33rd

, ,

3131

, ,

3232

Element
element

44th

lichtdurchlässiger Zwischenkörper
x Lichtstrahl
y, z Teilstrahl
a Oberflächenreliefgitter
translucent intermediate body
x light beam
y, z partial beam
a Surface relief grid

55

, ,

5151

, ,

5252

, ,

5353

optisches Linsensystem
optical lens system

66

, ,

1212th

Fokussierebene
Focusing plane

77

Objekt
object

7171

Speicherelement
Storage element

88th

Flüssigkristallinse
Liquid crystal lens

99

Lichtquelle
Light source

1010th

, ,

1111

Detektor
detector

1313

Kollimatorsystem
Collimator system

Claims

1. Optical beam splitter for polarization separation of monochromatic light, in which the monochromatic light beam passes through at least one grating ( 2 , 21 ) applied to a transparent body ( 1 ), the light beam depending on the polarization of the light beam passing through the grating ( 2 , 21 ) passes without change of direction (x) or is broken down into partial beams (y, z), characterized in that in the light beam (x) and / or partial beam (y, z) leaving the translucent body ( 1 ), a polarization of the monochromatic light is changed Element ( 3 , 31 , 32 ) is arranged downstream of the grid ( 2 , 21 ).

2. Optical beam splitter according to claim 1, characterized in that the grating ( 2 , 21 ) and / or the polarization-changing element ( 3 , 31 , 32 ) directly or via at least one translucent intermediate body ( 4 ) in the immediate vicinity of the translucent body ( 1 ) is arranged.

3. Optical beam splitter according to claim 2, characterized in that the polarization-changing element ( 3 , 31 , 32 ) on the grating ( 2 , 21 ) opposite side of the translucent body ( 1 ) is arranged.

4. Optical beam splitter according to one of claims 1 to 3, characterized in that the grating ( 2 , 21 ) and the polarization-changing element ( 3 , 31 , 32 ) each consist of a surface relief grating (a).

5. Optical beam splitter according to one of claims 1 to 4, characterized in that the polarization-changing element ( 3 , 31 , 32 ) has a phase shift (ϕ) in the region
/ ϕ / = 70 ° - 110 °
realized.

6. Optical beam splitter according to one of claims 1 to 5, characterized in that the polarization-changing element ( 3 , 31 , 32 ) is designed as a film or plate.

7. Optical beam splitter according to one of claims 1 to 6, characterized in that the polarization-changing element ( 3 , 31 , 32 ) consists of a λ / 4 structure.

8. Use of an optical beam splitter according to a of claims 1-7 in a device for Writing and reading an optical disc, one Compact Disk (CD) or Digital Versatile Disk (DVD).

9. Optical beam splitter according to one of claims 1-7, characterized in that from the element ( 31 , 32 ) emerging light beam (x) or partial beams (y, z) an optical lens system ( 5 , 53 ) for focusing the light beam a focusing plane ( 6 ) and / or ( 12 ) is connected downstream on or in a memory element ( 7 , 71 ).

10. polarization splitter according to claim 8, characterized in that the optical lens system ( 53 ) consists of a liquid crystal lens ( 8 ) and an optical lens system ( 5 ).

11. Polarization splitter according to claim 10, characterized in that the liquid lens ( 8 ) consists of transparent electrodes and the electrodes are applied to the liquid-forming form.

12. Use of an optical beam splitter according to a of claims 9 to 11 in a device for Writing and reading an optical disc, one Compact Disk (CD) or Digital Versatile Disk (DVD).