DE3645001C2 - Strahlteilereinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Strahlteilereinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bekannte Strahlteilereinrichtungen, die sich im wesentlichen des Phänomens der Teilreflexion bedienen, sind bekannt. Als Strahlteiler gebräuchlich sind beispielsweise rechtwinklige Prismen, deren Basisfläche mit einem reflektierenden Überzug versehen ist. Eine einfachere Strahlteilerform besteht aus einem für den jeweiligen Strahl möglichst transparenten Plätt­ chen - z. B. einem Glasplättchen -, das einseitig mit einem teilreflektierenden Überzug versehen ist. Das auf ein solches Plättchen fallende Strahlbündel wird teilweise reflektiert und tritt teilweise durch das Plättchen durch. Die beiden ausfal­ lenden Teilstrahlbündel stehen in der Regel etwa senkrecht zueinander.

In der Praxis besteht ein Bedarf an solchen Strahlteilerein­ richtungen, die eine Aufteilung des Einfallsstrahlbündels in zwei oder mehr Teilstrahlbündel ermöglichen und bei denen die erzeugten Teilstrahlbündel im wesentlichen parallel verlaufen. Die EP-A-0 112 188 beschreibt eine gattungsgemäße Strahltei­ lereinrichtung, bei der Strahlteilerplatten verwendet werden, deren Lichteinfallseite jeweils vollständig mit einem teilre­ flektierenden Überzug versehen ist, während die zur Lichtein­ fallseite parallele Rückseite versilbert ist. Diese Einrich­ tung hat jedoch den Nachteil, daß durch geeignete Wahl der Lichtquelle oder durch gesonderte optische Mittel sicherge­ stellt werden muß, daß jeder einfallende Lichtstrahl gleiche S- und P-Polarisationskomponenten besitzt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Strahlteilereinrichtung zur Verfügung zu stellen, die bei einfachem Aufbau einfallen­ des Licht unabhängig von dessen Eigenschaften in mehrere in die gleiche Raumrichtung fallende Strahlbündel aufteilt.

Diese Aufgabe wird bei der gattungsgemäßen Strahlteilerein­ richtung durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst.

Die Strahlteilereinrichtung weist eine oder mehrere Strahl­ teilerplatten auf, die jeweils eine Verdopplung der auf sie einfallenden Strahlbündel bewirken. Die Anzahl der erzeugten Teilstrahlbündel entspricht der Potenz der Anzahl der im Strahlengang hintereinander angeordneten Strahlteilerplatten zur Basis 2.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß jede Strahlteilerplatte die doppelte Dicke der im Strah­ lengang unmittelbar vorher davor angeordneten Strahlteiler­ platte aufweist. Die Strahlteilerplatten sind vorzugsweise parallel zueinander angeordnet.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläu­ tert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsge­ mäß ausgebildeten Strahlteilerplatte;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Ausführungs­ beispiels einer Strahlteileranordnung mit drei Strahlteilerplatten der Ausbildung gemäß Fig. 1.

Fig. 1 zeigt eine von drei ähnlichen Platten 50, die im Strahlteiler verwendet werden. Ein Körper 55 ist ein Körper beispielsweise aus Glas, der für den Strahl durchlässig ist. Die obere Fläche des Körpers trägt einen Antireflexionsüberzug 52. Dieser Überzug ist teilweise mit einer 50% reflektieren­ den Schicht 53 überzogen. Auf der Unterseite des Körpers 55 ist ein 100% reflektierender Überzug oder eine Schicht 51 gebildet.

Wie zu sehen ist, wird ein auf die Schicht 53 fallender Strahl 58 entsprechend der Strahldarstellung als erstes Teilstrahlbündel 59 reflektiert. Der andere Teil des Strahls 58 tritt als Teilstrahlbündel 60 in den Körper 55 ein und wird von dem Überzug 51 reflektiert und tritt als zweites Teilstrahlbündel 61 aus dem Körper 55 aus. Zu beachten ist, daß der Strahl 61 beim Austritt aus der Platte 50 die teilreflektierende Schicht 53 nicht trifft.

Drei Platten in der Ausführung wie die Platte 50 in Fig. 1 sind in Fig. 2 gezeigt (Platten 50a, 50b und 50c); sie werden bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel zur Erzeugung von acht Strahlbündeln verwendet. Die Platte 50b ist zweimal so dick wie die Platte 50a; die Platte 50c ist zweimal so dick wie die Platte 50b. Die Platten sind bei dem beschriebenen, Ausführungsbeispiel parallel zueinander angeordnet.

Wie in Fig. 2 zu sehen ist, wird ein zunächst die Platte 50a treffendes Strahlbündel 58 in zwei Teilstrahlbündel aufge­ teilt. (Dies ist auch in Fig. 1 gezeigt). Die beiden Teil­ strahlbündel fallen danach auf die Schicht 53 der Platte 50b. Die Hälfte jedes dieser Strahlbündel wird an der Schicht 53 reflektiert. Die durch die Schicht 53 durchtretenden Teile der Strahlbündel werden an der Schicht 51 reflektiert, wodurch zwei zusätzliche Strahlbündel erzeugt werden, so daß eine Gesamtanzahl von vier Strahlbündeln die Platte 50b verläßt. In ähnlicher Weise werden alle vier Teilstrahlbündel, die von der Platte 50b reflektiert werden, teilweise von der Schicht 53 der Platte 50c und teilweise an der Schicht 51 der Platte 50c reflektiert, so daß sich acht Teilstrahlbündel ergeben, die parallel zueinander und rechtwinklig zu dem einfallenden Strahlbündel 58 die Strahlteilereinrichtung verlassen.

Claims (8)

1. Optische Strahlteilereinrichtung zum Aufteilen eines Strahlbündels (58) in mehrere Strahlbündel (59, 61), mit mindestens einer Strahlteilerplatte (50), die einen Körper (55) aus einem für den Strahl durchlässigen Material, auf der Strahlbündeleinfallseite eine teilreflektierende Schicht (53) und auf einer der Einfallseite entgegengesetzten Seite des Körpers (55) eine totalreflektierende Schicht (51) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß jede Strahlteilerplatte (50; 50a, 50b, 50c) einen Antireflexionsüberzug (52) aufweist, daß die teilreflektierende Schicht (53) nur einen Teil der Fläche des Antireflexionsüberzuges bedeckt und daß das an der totalreflektierenden Schicht (51) reflektierte Teilstrahlbündel durch den von der teilreflektierenden Schicht (53) freien Teil des Antireflexionsüberzuges (52) austritt.

2. Strahlteilereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die mit dem Antireflexionsüberzug (52) einerseits und mit dem totalreflektierenden Überzug (51) ande­ rerseits beschichteten Oberflächen des Körpers (55) parallel zueinander verlaufen.

3. Strahlteilereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die teilreflektierende Schicht (53) 50% reflektierend ist.

4. Strahleilereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Strahlteiler­ platten (50a, 50b) im Strahlengang hintereinander angeordnet sind.

5. Strahlteilereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß jede Strahlteilerplatte (50c, 50b) die dop­ pelte Dicke der im Strahlengang unmittelbar vorher angeordne­ ten Strahlteilerplatte (50b, 50a) aufweist.

6. Strahlteilereinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlteilerplatten (50a, 50b, 50c) parallel zueinander angeordnet sind.

7. Strahlteilereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß für eine Verachtfachung des einfallenden Strahlbündels (58) drei Strahlteilerplatten (50a, 50b, 50c) im Strahlengang hintereinander angeordnet sind.

8. Strahlteilereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (55) ein Glaskörper ist.