DE2933858A1 - POLARIZER - Google Patents

POLARIZER

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DE2933858A1
DE2933858A1 DE19792933858 DE2933858A DE2933858A1 DE 2933858 A1 DE2933858 A1 DE 2933858A1 DE 19792933858 DE19792933858 DE 19792933858 DE 2933858 A DE2933858 A DE 2933858A DE 2933858 A1 DE2933858 A1 DE 2933858A1
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Cestmir Dipl Ing Barta
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Description

Die Erfindung betrifft einen Polarisator auf der Basis eines optisch anisotropen Ionenkristalls. Spezieller bezieht sich die Erfindung auf Polarisatoren, deren wirksamer Bestandteil ein doppelbrechender Kristall aus aer Grupne ist, die zum Beispiel Quecksilberhalogenide, Islandkalkspat (Kalzit) und Natriumnitrat umfaßt.The invention relates to a polarizer based on a optically anisotropic ion crystal. More particularly, the invention relates to polarizers, their active ingredient is a birefringent crystal from aer groups, for example mercury halides, Icelandic lime spar (Calcite) and sodium nitrate.

Der Anwendungsbereich und der Gesamtwert eines Polarisators hängen vom Bereich der optischen Durchlässigkeit und vom Wert des Grenzwinkels und des Spaltungswinkels ab. Es ist deshalb vorteilhaft, für die Herstellung von Polarisatoren Einkristalle mit einem möglichst hohen Wert für die optische Doppelbrechung, also des Unterschiedes zwischen dem Brechungsindex eines ordentlichen Strahles η und eines außerordentlichen Strahles η zu verwenden, wobei gleichzeitig folgende Eigenschaften besonders vorteilhaft sind: ein positiver Charakter der Doppelbrechung, möglichst kleiner Grenzwinkel der Totalreflexion und möglichst großer Spaltungswinkel des ordentlichen und außerordentlichen Strahles.The range of application and the total value of a polarizer depend on the range of optical transmittance and the Value of the critical angle and the cleavage angle. It is therefore advantageous for the manufacture of polarizers Single crystals with the highest possible value for the optical Birefringence, i.e. the difference between the refractive index of an ordinary ray η and an extraordinary ray To use beam η, the following properties are particularly advantageous at the same time: a positive one Character of birefringence, the smallest possible critical angle of total reflection and the largest possible splitting angle of the ordinary and extraordinary ray.

O 3 ' -■: 1 7O 3 '- ■: 1 7

29358582935858

Bei Untersuchungen, ob bestimmte doppelbrechende Kristalle für die Herstellung von Polarisatoren geeignet sind, wird aus den oben erwähnten Gründen vor allem der Bereich des Spektralgebietes der optischen Durchlässigkeit, die Größe und der Charakter der optischen Doppelbrechung, der Grenzwinkel der Totalreflexion und der Spaltungswinkel des ordentlichen und außerordentlichen Strahles geprüft. Dabei soll der Bereich der optischen Durchlässigkeit möglichst breit sein und möglichst weit in das infrarote Spektrum reichen.When investigating whether certain birefringent crystals are suitable for the production of polarizers, will for the reasons mentioned above, above all the range of the spectral range of the optical transmission, the size and the character of optical birefringence, the critical angle of total reflection and the angle of splitting of the ordinary and extraordinary ray tested. The range of optical permeability should be as broad as possible and as far as possible into the infrared spectrum.

Derzeit verwendete Polarisatortypen, deren wirksamer Bestandteil doppelbrechende Einkristalle sind, werden bisher überwiegend in Form von einzelnen oder dauernd verbundenen und wenigstens zweiteiligen optischen Systemen gebaut. So ist z. B. ein Nicolprisma bekannt, das aus einem doppelbrechenden Einkristall aus Islandkalkspat (Kalziumkarbonat-Kalzit) oder Quarz besteht, der längs eines Diagonalschnittes geteilt und mittels Kanadabalsam gekittet ist; ferner ist ein Glan-Thompsonprisma bekannt, das aus Natriumnitrat besteht. Es ist auch ein Doppelnicol bekannt, der aus einem durch einen vertikalen Längsschnitt aufgeteilten Nicolprisma durch schräges Schleifen der so entstandenen Flächen und Verbinden beider Hälften gebildet ist. Schließlich ist ein Polarisator nach Lippich bekannt, der aus zwei Teilen aus einem Kalzitprisma und einem Hilfshalbprisraa und einer Reihe weiterer Konstruktionen besteht, die sich voneinander durch die kristallographische Orientierung unterscheiden. Der Brechungsindex für den außerordentlichen Strahl η ist in hohem Maße von der kristallographischen Orientierung abhängig, während der Brechungsindex für den ordentlichen Strahl nQ isotrop ist, woraus sich eine unvorteilhafte Abhängigkeit der Polarisatoren, die aus Islandkalkspat und Natriumnitrat aufgebaut sind, von der gegebenen Struktur des verwendeten Einkristalls ergibt. In der folgenden Tabelle ICurrently used types of polarizer, the effective component of which are birefringent single crystals, have hitherto been built predominantly in the form of individual or permanently connected and at least two-part optical systems. So is z. B. a Nicol prism is known, which consists of a birefringent single crystal of Icelandic limestone (calcium carbonate calcite) or quartz, which is divided along a diagonal section and cemented with Canada balsam; a Glan-Thompson prism is also known, which consists of sodium nitrate. A double nicol is also known, which is formed from a nicol prism divided by a vertical longitudinal section by obliquely grinding the surfaces thus created and connecting the two halves. Finally, a polarizer according to Lippich is known, which consists of two parts consisting of a calcite prism and an auxiliary semi-prism and a number of other constructions which differ from one another in terms of their crystallographic orientation. The refractive index for the extraordinary ray η is highly dependent on the crystallographic orientation, while the refractive index for the ordinary ray n Q is isotropic, which results in an unfavorable dependence of the polarizers, which are made up of Icelandic calcite and sodium nitrate, on the given structure of the single crystal used results. In the following table I

0 3 ü i 1 ./(J 6 1 70 3 ü i 1 ./(J 6 1 7

29333582933358

sind die physikalischen Hauptwerte für Einkristalle aus Islandkalkspat (Kalzit) und Natriumnitrat angegeben, die zeigen, daß die erwähnten Einkristalle für einen Einsatz im Ultraviolettbereich des Spektrums sehr gut geeignet sind.are the main physical values for single crystals Icelandic lime (calcite) and sodium nitrate indicated, which show that the mentioned single crystals are suitable for one use are very suitable in the ultraviolet region of the spectrum.

030Ü14/0617030Ü14 / 0617

TABELLE I
Physikalische Eigenschaften einiger doppelbrechenden Einkristalle
TABLE I.
Physical properties of some birefringent single crystals

Art des EinkristallsType of single crystal

Eigenschaftcharacteristic

Islandkalkspat Natriumnitrat"Icelandic lime sodium nitrate "

QuecksilberverbindungenMercury compounds

Bromidbromide

Jodidiodide

•fc-O • fc-O

Bereich der optischen Durchlässigkeit in MikrometernRange of optical transmittance in micrometers

Optische Doppelbrechung für 0,589 MikrometerOptical birefringence for 0.589 microns

Charakter der optischen
Doppelbrechung
Character of the optical
Birefringence

Grenzwinkel der totalen
Reflexion für 0,589 Mikrometer
Critical angle of the total
Reflection for 0.589 microns

ordentlicher Strahl
außerordentlicher Strahl Spaltungswinkel für
0,589 Mikrometer
neat beam
extraordinary beam splitting angle for
0.589 microns

0,25 - 2,30.25-2.3

0,1720.172

negativnegative

37,1° 42,3°37.1 ° 42.3 °

6,26C 0,28 - 3,5 0,38 - 206.26 C 0.28-3.5 0.38-20

0,2510.251

negativnegative

39,1° 4-8,5°39.1 ° 4-8.5 °

9,82C 0,6819.82 C 0.681

positivpositive

30,5Ü
22,1°
30.5 g
22.1 °

16,75C 16.75 C

0,42 - 30 0,53 - 460.42 - 30 0.53 - 46

0,894-0.894-

positivpositive

27,9°
19,3°
27.9 °
19.3 °

19t63( 19 t 63 (

1,64-01.64-0

positivpositive

23,9°
14,1°
23.9 °
14.1 °

28,04c 28.04 c

CO COCO CO

CO COCO CO

tn OOtn OO

2933S582933S58

In der technischen Praxis hat sich die Notwendigkeit einer neuen Art von Polarisatoren gezeigt, die für einen Einsatz im infraroten Spektralbereich geeignet wären, wobei sie ähnliche Eigenschaften besitzen sollten, wie Polarisatoren mit Einkristallen aus Islandkalkspat (Kalzit) und Natriumnitrat. In der CS-PS 147 476 und in der GB-PS 1 310 432 wird die Herstellung von Quecksilber(Ihalogeniden in einem geschlossenen System beschrieben, die den Bedingungen fir die Herstellung von Polarisatoren, Kompensatoren und anderen optischen Geräten entsprechen, die auf der Ausnutzung der Doppelbrechung, eines hohen Brechungsindexes und einer großen optischen Dispersion beruhen. Es ist auch ein Prismen-polar is at or mit Quecksilberchlorid bekannt, der aus zwei Teilen besteht, die durch die Haftung polierter Flächen oder durch Kitten mittels eines geeigneten Bindemittels miteinander verbunden sind.In technical practice, the need for a shown new type of polarizers that would be suitable for use in the infrared spectral range, with them Should have similar properties as polarizers with single crystals of Icelandic lime spar (calcite) and sodium nitrate. In CS-PS 147 476 and GB-PS 1 310 432 the production of mercury (halides in one described closed system, the conditions for the production of polarizers, compensators and others optical devices that rely on the use of birefringence, a high refractive index and a based on large optical dispersion. It is also a prism-polar is at or known with mercury chloride, which consists of two parts that are created by the adhesion of polished surfaces or are connected to one another by cement using a suitable binding agent.

Die erwähnten Einkristalle aus Quecksilberhalogeniden haben den Vorteil einer günstigen hohen optischen Dichte. Ihre Grenzwinkel weisen außerordentlich niedrige Werte auf, so daß die Dicke von Polarisatoren allgemein bekannter Art sehr klein sein kann, wie aus der nachstehenden Tabelle II ersichtlich ist.The mentioned single crystals of mercury halides have the advantage of a favorable high optical density. Her Critical angles have extremely low values, so that the thickness of polarizers of a generally known type can be very small, as can be seen in Table II below.

TABELLE IITABLE II

Zweiteiliges Glan-Thompson-Polarisationsprisma aus Quecksilber(I)halogeniden Two-part Glan-Thompson polarizing prism made of mercury (I) halides

Chemische Zu- Arbeitsbereich Verhältnis der Länge und Breite sammensetzung in des PolarisatorsChemical To- Work area Ratio of the length and width composition in the polarizer

des Einkri-
stalles
of the encroachment
stalles
MiktometernMicometers ohne Immer
sion
without always
sion
Immersion
η = 1,54
Immersion
η = 1.54
Immersion
η = 1,487
Immersion
η = 1.487
Quecksilber
chlorid
mercury
chloride
0,38 -0.38 - 0,48880.4888 0,9330.933 0,8390.839
Quecksilber-
bromid
Mercury-
bromide
0,42 -0.42 - 0,4450.445 0,7810.781 0,7540.754
Quecksilber-
Öodid
Mercury-
Oodid
0,53 -0.53 - 0,3840.384 0,6490.649 0,6250.625
- 20- 20th - 30- 30 - 4-5- 4-5

0 3 0 D Ί λ / 0 6 1 70 3 0 D Ί λ / 0 6 1 7

Polarisatoren mit Einkristallen aus Quecksilberhalogeniden haben gegenüber derzeit bekannten Polarisatoren den Vorteil einer geringeren Dicke; wegen ihrer hohen Werte für den Brechungsindex sind Jedoch ihr Nachteil ein kleinerer Sehwinkel und verhältnismäßig hohe Reflexionsverluste. Das kann zwar durch Anwendung der Immersion verbessert werden, wodurch der Sehwinkel vergrößert wird und die Reflexionsverluste herabgesetzt werden, was jedoch eine ungefähr doppelte Verlängerung des Polarisators mit sich bringt, wobei die Reflexionsverluste noch verhältnismäßig hoch bleiben, wie aus der nachstehenden Tabelle III ersichtlich ist.Polarizers with single crystals of mercury halides have the advantage over currently known polarizers a smaller thickness; However, because of their high refractive index values, their disadvantage is a smaller viewing angle and relatively high reflection losses. This can be improved by applying immersion, whereby the viewing angle is increased and the reflection losses are reduced, which is approximately double Bringing extension of the polarizer with it, the reflection losses still remain relatively high, as can be seen from Table III below.

TABELLE IIITABLE III

Lichtverluste bei Wellenlänge 0,6328 Mikrometer bei senkrechtem Auffallen auf einen Polarisator des Typs Glan-ThompsonLoss of light at a wavelength of 0.6328 micrometers when incident perpendicularly on a Glan-Thompson polarizer

Prozente des Lichtes das durchdringt durch Art des Polari- einen Einkristall ausPercentage of the light that penetrates through the polar nature of a single crystal

sators Quecksilber(I)- Quecksilber^)- Quecksilber(I)- sators Mercury (I) - Mercury ^) - Mercury (I) -

Chlorid bromid ,jodidChloride bromide, iodide

ohne Immersion 39 »3 32,7 23,6without immersion 39 »3 32.7 23.6

ImmersionImmersion

η = 1,487 64,8 58,0 43,1η = 1.487 64.8 58.0 43.1

Die verhältnismäßig hohen, durch Reflexion hervorgerufenen Verluste sind eine gemeinsame Eigenschaft aller derzeit bekannten zweiteiligen Polarisatoren, auch der mit Kristallen aus Kalzit und Natriumnitrat. Ein Nachteil der zweiteiligen Polarisatoren ist auch ihre anspruchsvolle und kostspielige Herstellung. Ein Vorteil von Polarisatoren mit Einkristallen aus Quecksilber(I halogeniden ist außer ihrer Durchlässigkeit weit in den Infrarotbereich des Spektrums auch der Umstand, daß sie optisch positiv sind, und deshalb geringere Ansprüche an die Güte der verwendeten Kristalle stellen als zum BeispielThe relatively high losses caused by reflection are a common characteristic of all currently known two-part polarizers, including the one with crystals of calcite and sodium nitrate. A disadvantage of the two-part Polarizers are also demanding and expensive to manufacture. An advantage of polarizers with single crystals from mercury (I halides is beyond their permeability far into the infrared range of the spectrum also the fact that they are optically positive, and therefore lower demands to the quality of the crystals used than for example

0 3 0 0 1//06170 3 0 0 1 // 0617

der optisch negativ Islandkalkspat (Kalzit) und Natriumnitrat. (Siehe Tabelle I).the visually negative Icelandic lime (calcite) and sodium nitrate. (See Table I).

Die erwähnten Nachteile konnten erst vollkommen oder wenigstens im wesentlichen durch die vorliegende Erfindung behoben werden, gemäß der ein Polarisator auf der Basis eines anisotropen Ionenkristalls, beispielsweise aus einem Quecksilber(I)halogenid wie Kalomel, Islandkalkspat oder Natriumnitrat dadurch gekennzeichnet ist, daß sein wirksamer Bestandteil ein monolithischer Einkristall ist, dessen Form durch die allgemeinen Gleichungen bestimmt ist:The disadvantages mentioned could only be complete or at least can essentially be remedied by the present invention, according to which a polarizer on the base an anisotropic ion crystal, for example from a mercury (I) halide such as calomel, Icelandic lime spar or sodium nitrate is characterized in that its active component is a monolithic single crystal, whose shape is determined by the general equations:

+ m · tg e2 ΊΛ%% + m tg e 2 Ί Λ %%

BC - τ^~ + Λ% % (2)BC - τ ^ ~ + Λ%% (2)

S = arc tg —— + 5° ^ (3) S = arc tg —— + 5 ° ^ (3)

in denenin which

3Π3 die Projektion der Eintrittfläche des Einkristalls3Π3 the projection of the entry surface of the single crystal

ÜE* die Projektion der ganzen Austrittfläche des Einkristalls, also die Summe der Projektion der Austrittfläche US des ordentlichen Strahles η und der Projektion der Austrittfläche DE des außerordentlichen Strahles ηÜE * the projection of the entire exit surface of the single crystal, thus the sum of the projection of the exit area US of the ordinary ray η and the projection of the exit surface DE of the extraordinary ray η

ΕΤΙ die Länge des EinkristallsΕΤΙ the length of the single crystal

£x] den Winkel, den die kristallographische Hauptachse mit der Längsachse des Einkristalls einschließt,£ x] is the angle formed by the main crystallographic axis the longitudinal axis of the single crystal,

E 2 den Winkel, den die Flächen der Projektionen ΆΈ und ΆΤ) einschließen, und E 2 is the angle enclosed by the surfaces of the projections ΆΈ and ΆΤ), and

S den Winkel, den die kristallographische Hauptachse C und die Längsachse des Einkristalls einschließt, bedeuten. S is the angle enclosed by the main crystallographic axis C and the longitudinal axis of the single crystal.

0 3 C '. / 0 6 170 3 C '. / 0 6 17

Bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der die Winkel E λ und £ ο .leder für sich eine Größe in den Grenzen von 10 bis 40 haben und der Winkel S in den Grenzen von 10 bis 86° liegt. Dabei kann die geneigte Seitenwand des Einkristalls, die durch die Projektion ÄT? dargestellt ist, in Richtung gegen die untere, durch die Projektion ÜE dargestellte Austrittfläche durch eine Ebene, die mit der Fläche der Seitenwand einen Winkel 90° + 15 % einschließt, abgeschnitten werden, oder es kann der Einkristall parallel mit der Längsachse abgeschnitten werden, wobei die durch die Projektion CS" der Austrittfläche dargestellte Gesamtbreite des Polarisators durch die allgemeine Gleichung bestimmt ist:An embodiment is preferred in which the angles E λ and £ ο .leder per se have a size within the limits of 10 to 40 and the angle S is within the limits of 10 to 86 °. The inclined side wall of the single crystal, which is caused by the projection ÄT? is shown, can be cut off in the direction towards the lower exit surface represented by the projection UE by a plane which forms an angle of 90 ° + 15 % with the surface of the side wall, or the single crystal can be cut off parallel to the longitudinal axis, with the total width of the polarizer represented by the projection CS "of the exit surface is determined by the general equation:

CG" = ΧΉ + 0,5 BT? · tg E2 ± 5 % (2OCG "= ΧΉ + 0.5 BT? · Tg E 2 ± 5 % ( 2 O

An die Eintritt- oder Austrittfläche des Polarisators oder auch an beide Flächen kann mittels Immersion eine Platte aus Glas und/oder Einkristall angeschlossen werden, die mit einer reflexionsmindernden Fläche versehen ist. Dabei soll die erwähnte Platte für elektromagnetische Strahlung undurchlässig sein und zwar für einen Einkristall aus Quecksilberchlorid im Spektralbereich unter 0,38 Mikrometer, für Quecksilberbromid im Spektralbereich unter 0,42 Mikrometer und für Quecksilber^odid im Spektralbereich unter 0,55 Mikrometer, jedoch soll sie im sichtbaren und infraroten Bereich des Spektrums durchlässig sein.A plate can be attached to the entrance or exit surface of the polarizer or to both surfaces by means of immersion made of glass and / or single crystal, which is provided with a reflection-reducing surface. It should the plate mentioned to be impermeable to electromagnetic radiation and that for a single crystal of mercury chloride in the spectral range below 0.38 micrometers, for mercury bromide in the spectral range below 0.42 micrometers and for mercury odide in the spectral range below 0.55 micrometers, however, it should be transparent in the visible and infrared regions of the spectrum.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß monolithische Kristalle z. B. auf der Basis von Halogeniden des einwertigen Quecksilbers, von Islandkalkspat (Kalzit) und Natriumnitrat mehr geeignet sind als zweiteilige Einkristalle, die nach einem diagonalen Schnitt geteilt und dann gekittet oder geklebt sind, wobei sie im ganzen Bereich der Durchlässigkeit vorteilhafte Parameter besitzen.The invention is based on the knowledge that monolithic crystals z. B. on the basis of halides of the monovalent Mercury, Icelandic lime spar (calcite) and sodium nitrate are more suitable than two-part single crystals, which divided according to a diagonal cut and then cemented or glued, being in the whole area of permeability have advantageous parameters.

030014/0617030014/0617

29330582933058

Bei Betrachtung der Werte in der Tabelle I ist augenscheinlich, daß sich für Arbeiten im Ultraviolettbereich des Spektrums am besten Polarisatoren mit Einkristallen aus Islandkalkspat (Kalzit) und Natriumnitrat eignen, jedoch für Arbeiten im Infrarotbereich des Spektrums Polarisatoren mit Einkristallen aus Halogeniden von einwertigem Quecksilber am besten geeignet sind. Ein überwiegender Vorteil des erfindungsgemäßen Polarisators ist die Ausbildung seines wirksamen Bestandteils in Form eines monolithischen Einkristalles, da dessen Herstellung viel einfacher ist, als bei Polarisatoren auf der Basis von Einkristallen, die durch einen Diagonalquerschnitt geteilt und dann verbunden werden. Außerdem sind bei monolithischen Polarisatoren die Verluste durch Reflexion viel niedriger als bei zweiteiligen Polarisatoren. Zu weiterer Verminderung der Verluste durch Reflexion kann der monolithische Polarisator an der Eintritts- und/oder an der Austrittfläche mit einer reflexionsmindernden Schicht versehen werden, die entweder direkt auf die Fläche des monolithischen Einkristalls aufgetragen wird oder auf eine Glasplatte und/oder eine Einkristallplatte mit geeigneter Absorptionscharakteristik, die an die angeführten Flächen des monolithischen Einkristalls angeschlossen wird. Die Vorteile dieser Anordnung für den Fall, daß die Einkristalle aus Quecksilberhalogeniden bestehen, sind aus den Daten in der nachstehenden Tabelle IV ersichtlich.Looking at the values in Table I, it is evident that that polarizers with single crystals are best for working in the ultraviolet range of the spectrum Icelandic lime (calcite) and sodium nitrate are suitable, but for work in the infrared range of the polarizers spectrum with single crystals of halides of monovalent mercury are most suitable. A major advantage of the polarizer according to the invention is the formation of its effective component in the form of a monolithic single crystal, since it is much easier to manufacture than polarizers based on single crystals, which are made by split a diagonal cross-section and then connected. Also, with monolithic polarizers, there are losses much lower than with two-part polarizers due to reflection. To further reduce losses through reflection the monolithic polarizer can be provided with a reflection-reducing layer on the entry and / or exit surface be provided, which is either applied directly to the surface of the monolithic single crystal or to a glass plate and / or a single crystal plate with suitable absorption characteristics that attach to the stated surfaces of the monolithic single crystal is connected. The advantages of this arrangement in the event that the single crystals consist of mercury halides can be seen from the data in Table IV below.

0300U/06170300U / 0617

TABELLE IVTABLE IV

Lichtverluste durch Reflexion bei einem monolithischen Einkristall auf der Basis eines Quecksilberhalogenide.Loss of light due to reflection in the case of a monolithic single crystal based on a mercury halide.

Art des Polarisators Type of polarizer

% des durchgelassenen Lichtes einer Wellenlänge 0,6528 Mikrometer % of the transmitted light with a wavelength of 0.6528 micrometers

Quecksilber- Quecksilber- Quecksilberchlorid bromid jodidMercury- mercury- mercury chloride bromide iodide

Monolithischer Polarisator ohne reflexionsmindernde Anordnung 80,1Monolithic polarizer without reflection-reducing arrangement 80.1

Monolithischer Polarisator mit einer Glasplatte mit reflexionsmindernder Schicht an der Eintritts- und Austrittsfläche 96,1Monolithic polarizer with a glass plate with anti-reflective Layer at the entry and exit surfaces 96.1

75,975.9

95,695.6

64,864.8

88,988.9

Eine Untersuchung der prozentualen Verluste des Strahlenbündels, das auf die Eintrittsfläche eines Polarisators auf der Basis eines Glan-Thompson-Prismas aus einem Quecksilberhalogenid auffällt, führt zu folgenden Ergebnissen:An investigation of the percentage loss of the beam that hits the entrance surface of a polarizer based on a Glan-Thompson prism made of a mercury halide is noticeable leads to the following results:

a) - ein zweiteiliger Polarisator mit einem Einkristall ausa) - a two-part polarizer made with a single crystal

Quecksilberhalogeniden mit Luftspalt: die Reflexionsverluste sind bei einem Einkristall aus Quecksilberchlorid 61 #, aus Quecksilberbromid 67 % und aus Quecksilber.iodid 76 #, jeweils berechnet auf die Gesamtmenge des auffallenden Lichtes.Mercury halides with air gap: the reflection losses for a single crystal are 61 # from mercury chloride, 67 % from mercury bromide and 76 # from mercury iodide, each calculated on the total amount of incident light.

b) - ein zweiteiliger Polarisator mit einem Einkristall ausb) - a two-part polarizer with a single crystal

einem Quecksilberhalogenid mit Immersion η = 1,487:a mercury halide with immersion η = 1.487:

0 3 0 ι0 3 0 ι

06 1706 17

die Reflexionsverluste sind bei einem Einkristall aus Quecksilberchlorid 35 #» aus Quecksilberbromid 42 %
und aus Quecksilberjodid 57 #, jeweils berechnet auf die Gesamtmenge des auffallenden Lichtes.
the reflection losses for a single crystal of mercury chloride 35 # »from mercury bromide are 42 %
and of mercury iodide 57 #, each calculated on the total amount of incident light.

c) - monolithischer Polarisator mit einem Einkristall ausc) - monolithic polarizer with a single crystal

einem Quecksilberhalogenid gemäß vorliegender Erfindung ohne reflexionsmindernde Schicht: die Reflexionsverluste sind bei einem Einkristall aus Quecksilberchlorid 20 %, aus Quecksilberbromid 24 % und aus Quecksilberjodid 35 #i jeweils berechnet auf die Gesamtmenge des auffallenden Lichtes.a mercury halide according to the present invention without a reflection-reducing layer: the reflection losses are 20% for a single crystal of mercury chloride, 24% of mercury bromide and 35% of mercury iodide, each calculated on the total amount of incident light.

d) - monolithischer Polarisator mit Einkristall aus einemd) - monolithic polarizer with a single crystal

Quecksilberhalogenid gemäß vorliegender Erfindung, wo an die Eintritts— und Austrittsfläche mittels Immersion mit η = 1,487» mit einer reflexxonsmindernden Schicht versehene Glasplatten angeschlossen sind: die Reflexionsverluste sind: bei einem Einkristall aus Quecksilberchlorid 4 %, aus Quecksilberbromid 6 % und aus Quecksilberjodid 11 #, jeweils berechnet auf die Gesamtmenge des auffallenden Lichtes.Mercury halide according to the present invention, where glass plates provided with a reflection-reducing layer are connected to the entry and exit surfaces by means of immersion with η = 1.487 »: the reflection losses are: for a single crystal of mercury chloride 4%, of mercury bromide 6 % and of mercury iodide 11 #, each calculated on the total amount of incident light.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele für einen Polarisator auf der Basis eines optisch anisotropen monolithischen Einkristalls aus Quecksilber(I)Chlorid (Kalomel) dargestellt.The drawing shows two exemplary embodiments of a polarizer based on an optically anisotropic monolithic Single crystal of mercury (I) chloride (calomel) shown.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch einen monolithischen Polarisator, wobei der Linienabschnitt ΈΒ die Projektion der Eintrittsfläche des Lichtbündels, der Linienabschnitt CD die Projektion der Austrittsfläche des ordentlichen Strahles nQ, der Linienabschnitt ϋΈ die Projektion der Austrittsfläche des außerordentlichen Strahles η und der Linienabschnitt I1G"Fig. 1 shows a section through a monolithic polarizer, the line segment ΈΒ the projection of the entrance surface of the light beam, the line segment CD the projection of the exit surface of the ordinary ray n Q , the line segment ϋΈ the projection of the exit surface of the extraordinary ray η and the line segment I. 1 G "

O 3 C L::. ! O S 1 7O 3 CL :: . ! OS 1 7

eine Projektion der Verengung des Polarisators für ein Arbeiten mit einem Strahl darstellt. Die in der Projektion durch den Linienabschnitt DTT dargestellte Fläche kann gegebenenfalls mit einem schwarzen Belag versehen werden, und auf die gleiche Weise können auch in der Projektion durch Linienabschnitte üF, Ä"F und B"ü dargestellte Flächen ausgebildet werden. Der Linienabschnitt DU zeigt eine Projektion eines möglichen Abschneidens des Polarisators auf eine Fläche, auf die der außerordentliche Strahl η senkrecht auffällt und längs der ein Einkristall aus Quecksilber(I)-chlorid in dem Fall zugeschnitten ist, daß die innere Depolarisation des reflektierten außerordentlichen Strahles mit dem Brechungsindex η herabgesetzt werden soll.represents a projection of the narrowing of the polarizer for working with a beam. The one in the projection The area represented by the line segment DTT can optionally can be provided with a black coating, and in the same way can also be projected through Line sections üF, Ä "F and B" ü formed areas shown will. The line segment DU shows a projection a possible cutting off of the polarizer on a surface to which the extraordinary ray η is perpendicular and along which a single crystal of mercury (I) chloride is cut in the event that the internal depolarization of the reflected extraordinary ray with the refractive index η is to be reduced.

Der Linienabschnitt DJ* zeigt eine Projektion des abgeschnittenen Teils des Polarisators auf die Fläche, aus welcher der außerordentliche Strahl η unter dem sogenannten Brewster-Winkel ohne Verluste austritt. £^ ist der Winkel, den die Flächen der Projektionen BÜ und !BD einschließen, £p ist der Winkel, den die Flächen der Projektionen A"ü und ÄT) einschließen. Der Winkel J^ ist der Winkel der kristallographischen Orientierung des Polarisationsprxsmas, das ist ein Winkel, den die Längsachse des Prismas oder eine Normale auf dessen Eintrittsfläche mit der Richtung der kristallographischen Achse C des monolithischen Einkristalls einschließt, aus dem das Polarisationsprisma hergestellt ist. Vorteile dieser Lösung sind aus den folgenden Ausführungsbeispielen ersichtlich, die das Wesen der Emndung näher erläutern, ohne diese jedoch irgendwie zu begrenzen.The line segment DJ * shows a projection of the cut off part of the polarizer onto the surface from which the extraordinary ray η exits at the so-called Brewster angle without losses. £ ^ is the angle which the surfaces of the projections BÜ and! BD enclose, £ p is the angle that the surfaces of the projections A "ü and ÄT) lock in. The angle J ^ is the angle of the crystallographic Orientation of the polarization principle, which is an angle formed by the longitudinal axis of the prism or a normal on its entry surface with the direction of the crystallographic axis C of the monolithic single crystal, from which the polarizing prism is made. Advantages of this solution can be seen from the following exemplary embodiments, which explain the essence of the Emndung in more detail, without limiting it in any way.

Beispiel 1example 1

Ein monolithischer Polarisator wird mit einem Einkristall aus Quecksilber(I)chlorid nach Fig. 1 in einer Form hergestellt, deren Projektion durch die Bezugszeichen ABCE gegebenA monolithic polarizer is made with a single crystal of mercury (I) chloride according to Fig. 1 in a form, whose projection is given by the reference symbol ABCE

030 014/0617030 014/0617

ist, wobei der Winkel £ ^ 14°, der Winkel £2 21°, die Entfernung TE 10 mm, die Entfernung B"ü 39 mm und der Winkel S 54° beträgt.where the angle £ ^ 14 °, the angle £ 2 21 °, the distance TE 10 mm, the distance B "ü 39 mm and the angle S 54 °.

Beispiel 2Example 2

Ein monolithischer Polarisator wird mit einem Einkristall aus Quecksilber(I)bromid gemäß Fig. 1 in einer Form hergestellt, deren Projektion durch die Bezugszeichen ABODE gegeben ist, wobei der Winkel S * 16°, der Winkel S~ 22°, die Entfernung AB 15 mm, die Entfernung BTJ 52,5 mm und der Winkel«? 55° beträgt.A monolithic polarizer is produced with a single crystal of mercury (I) bromide according to FIG. 1 in a form, the projection of which is given by the reference symbol ABODE, the angle S * 16 °, the angle S ~ 22 °, the distance AB 15 mm, the distance BTJ 52.5 mm and the angle «? 55 °.

Beispiel 3Example 3

Ein monolithischer Polarisator wird mit einem Einkristall aus Quecksilber(I)jodid gemäß Fig. 1 in einer Form hergestellt, deren Projektion durch die Bezugszeichen ABCDJ gegeben ist, wobei der Winkel S^ 20°, der Winkel £ ^ 27°, die Entfernung 15 10 mm, die Entfernung BTT 28 mm und der WinkelS 58° beträgt.A monolithic polarizer is produced with a single crystal of mercury (I) iodide according to FIG. 1 in a form, the projection of which is given by the reference symbol ABCDJ, the angle S ^ 20 °, the angle £ ^ 27 °, the distance 15 10 mm, the distance BTT is 28 mm and the angle S is 58 °.

Beispiel 4Example 4

Ein monolithischer Polarisator wird mit einem Einkristall aus Quecksilber(I)chlorid gemäß Fig. 1 in einer Form hergestellt, deren Projektion durch die Bezugszeichen ABCE gegeben ist und der parallel zur Längsachse durch einen Schnitt FT? bei einer Gesamtlänge des Polarisators 17»5 zugeschnitten ist.A monolithic polarizer is made with a single crystal of mercury (I) chloride according to FIG. 1 in a form whose projection is given by the reference symbol ABCE and which is parallel to the longitudinal axis by a section FT? is cut at a total length of the polarizer 17 »5.

Beispiel 5Example 5

Ein monolithischer Polarisator wird mit einem Einkristall von Kalziumkarbonat (Kalzit) hergestellt, wobei der Winkel £Λ 5,5°, £2 10,7°, die Entfernung SB 10 mm, die Entfernung 98,8 mm und der Winkel ? -41° beträgt.A monolithic polarizer is made with a single crystal of calcium carbonate (calcite), the angle £ Λ 5.5 °, £ 2 10.7 °, the distance SB 10 mm, the distance 98.8 mm and the angle? -41 °.

0 3 C■ : ' t / 0 6 1 70 3 C ■: ' t / 0 6 1 7

Beispiel 6Example 6

Ein monolithischer Polarisator wird mit einem Einkristall aus Natriumnitrat gemäß Fig. 1 hergestellt mit einer Form deren Pro.jektion durch die Bezugszeichen ABCE bestimmt ist, wobei der Winkel £^ 9,5°, der Winkel £2 1°»9°, die Entfernung ab" 10 mm, die Entfernung BÖ 59»1 mm und der Winkelt -40° beträgt.A monolithic polarizer is produced with a single crystal of sodium nitrate according to FIG. 1 with a shape whose projection is determined by the reference symbol ABCE, where the angle £ ^ 9.5 °, the angle £ 2 1 ° »9 °, the distance from "10 mm, the distance BÖ 59» 1 mm and the angle -40 °.

Beispiel 7Example 7

Ein monolithischer Polarisator wird mit einem Einkristall aus Quecksilber(I)chlorid gemäß dem Verfahren wie in Beispiel 1 hergestellt, ,jedoch mit dem Unterschied, daß an die Eintrittsfläche mit einer Projektion TE des Einkristalls 1 mittels Immersion eine mit einer reflexionsmindernden Schicht versehene Glasplatte 2 angeschlossen ist und an die Austrittsfläche mit einer Projektion ÜE des Einkristalls 1 mittels Immersion eine mit einer reflexionsmindernden Schicht 4- versehene Glasplatte 5 angeschlossen ist.A monolithic polarizer is made with a single crystal of mercury (I) chloride according to the method as in Example 1, but with the difference that a glass plate 2 provided with a reflection-reducing layer is connected to the entry surface with a projection TE of the single crystal 1 by means of immersion and a glass plate 5 provided with a reflection-reducing layer 4 is connected to the exit surface with a projection UE of the single crystal 1 by means of immersion.

0303

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Claims (5)

PatentansprücheClaims Λ.. Polarisator auf der Basis eines optisch anisotropen Ionenkristalls, beispielsweise aus einem Quecksilberhalogenid, wie Kalomel, Islandkalkspat (Kalzit) oder Natriumnitrat, dadurch gekennzeichnet, daß der wirksame Bestandteil des Polarisators ein monolithischer Einkristall ist, der durch die folgenden Gleichungen gekennzeichnet ist: Λ .. Polarizer based on an optically anisotropic ion crystal, for example from a mercury halide such as calomel, Icelandic lime (calcite) or sodium nitrate, characterized in that the active component of the polarizer is a monolithic single crystal, which is characterized by the following equations: CE = AB + BC - tg /T0 +2° % CE = AB + BC - tg / T 0 + 2 ° % O)O) Ic =Ic = η = arc tg ~η = arc tg ~ +10+10 -- +10+10 -- in denenin which SB" die Projektion der Eintrittfläche des EinkristallsSB "is the projection of the entry surface of the single crystal UE die Projektion der Gesamtaustrittfläche des Einkristalls, die Summe der Projektion der Austrittfläche ÜB des ordentlichen Strahles nQ und der Projektion der Austrittfläche DE des außerordentlichen Strahles η ,UE is the projection of the total exit area of the single crystal, the sum of the projection of the exit area ÜB of the ordinary ray n Q and the projection of the exit area DE of the extraordinary ray η, B"ü die Länge des EinkristallsB "ü the length of the single crystal £^ den Winkel, den die Flächen mit-Projektionen Ήϋ und Έ5 einschließen,£ ^ the angle enclosed by the surfaces with projections Ήϋ and Έ5 , E2 ^θη Winkel, den die Flächen mit Projektionen ΆΈ und ΆΤ5 einschließen, E2 ^ θη angle enclosed by the surfaces with projections ΆΈ and ΆΤ5, 233-(S 959O-DfWa233- (S 959O-DfWa 030014/0617030014/0617 undJ3 den Winkel, den die kristallographische Hauptachse C mit der Längsachse des Einkristalls einschließt, bedeuten. andJ 3 denotes the angle which the main crystallographic axis C forms with the longitudinal axis of the single crystal. 2. Polarisator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Projektion ΆΈ dargestellte geneigte Seitenwand des Einkristalls in Richtung zur unteren, durch die Projektion ΈΕ bestimmten Austrittfläche entlang einer Ebene zugeschnitten ist, die mit der Seitenwand einen Winkel 90 - 15 # einschließt.2. Polarizer according to claim 1, characterized in that the inclined side wall of the single crystal represented by the projection ΆΈ is cut in the direction of the lower exit surface determined by the projection ΈΕ along a plane which forms an angle 90 - 15 # with the side wall. 3. Polarisator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einkristall parallel zu der Längsachse zugeschnitten ist und die Gesamtbreite des Polarisators, die durch die Projektion ÜG" der Austrittfläche dargestellt ist, durch die allgemeine Gleichung gegeben ist:3. Polarizer according to claim 1, characterized in that the single crystal is cut parallel to the longitudinal axis and the total width of the polarizer, which is represented by the projection ÜG "of the exit surface, by the general equation is given: ÜG" = Ib + 0,5 Bc ' tg E2 ± 5 #.ÜG "= Ib + 0.5 Bc 'tg E 2 ± 5 #. 4-, Polarisator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an die Austrittfläche mit der Projektion TE und/oder an die Austritt fläche mit der Projektion ^G" oder ÜE des Einkristalls (1) mittels Immersion eine Platte (2, 3) aus Glas und/oder Einkristall angeschlossen ist, die mit einer reflexionsmindernden Schicht (4-, 5) versehen ist.4, polarizer according to claim 1, characterized in that on the exit surface with the projection TE and / or on the exit surface with the projection ^ G "or ÜE of the single crystal (1) by means of immersion a plate (2, 3) made of glass and / or single crystal is connected, which is provided with a reflection-reducing layer (4-, 5). 5. Polarisator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkel £^, und £o jeder für sich eine Größe in den Grenzen von 10 bis 40° haben und der Winkel J1 in den Grenzen von 10 bis 86° liegt.5. Polarizer according to one of claims 1 to 4, characterized in that the angles £ ^ and £ o each have a size in the limits of 10 to 40 ° and the angle J 1 in the limits of 10 to 86 ° lies. 0 3 C ' ' n ο 1 70 3 C '' n ο 1 7
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