DE3780196T2 - Optischer strahlaufweiter. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft Verbesserungen bei oder in Bezug zu optischen Strahlaufweitern.
• Einige optische Systeme benötigen eine optische Strahlaufweitung derart, daß der Durchmesser eines Bündels elektromagnetischer Strahlung wirksam vergrößert wird. Häufig handelt es sich bei dem Bündel um die Ausgangsstrahlung eines Lasersystems. Vorteile, die durch Strahlaufweitung erreicht werden können, sind, daß die Strahldivergenz durch das Vergrößerungsverhältnis verringert ist und daß der Strahlungsfluß pro Flächeneinheit in ähnlicher Weise verringert ist. Ein Beispiel eines Strahlaufweitersystems ist im US-Patent 4 475 793 offenbart. Dieses System beinhaltet eine grundsätzlich bekannte Form eines afokalen, brechenden Strahlaufweiters, der aus einem Linsenelement negativer Brechkraft besteht, das in einem festen Luftabstand von einem Linsenelement positiver Brechkraft vorgesehen und so angeordnet ist, daß das negative Element ein schmales Bündel von im wesentlichen parallelen Strahlen zur Divergenz bringt und das posititve Element das Strahlenbündel im wesentlichen zur Parallelität zurückführt, jedoch bei vergrößertem Durchmesser. Wenn ein solcher Strahlaufweiter Linsenelemente aus einem Werkstoff enthält, dessen Brechungsindex sich wesentlich mit der Temperatur ändert, dann ist die Vorrichtung entsprechend temperaturempfindlich. Wenn, bei einem speziellen Beispiel, die brechenden Linsenelemente aus Germanium gefertigt sind, das üblicherweise für infrarote Wellenlängen benutzt wird, jedoch eine verhältnismäßig große Änderungsrate des Brechungsindex mit der Temperatur besitzt, dann hat der Strahlaufweiter, obgleich er bei einer Temperatur zufriedenstellend arbeitet, um eine erforderliche afokale Strahlaufweitung zu bewirken, bei einer dazu unterschiedlichen Temperatur nicht die gleiche Wirkung, und die Afokalität geht verloren. Die Änderung des Brechungsindex mit der Temperatur läßt sich kompensieren, indem der zentrale Luftabstand zwischen den Linsenelementen schrittweise mit der Temperaturänderung modifiziert wird, dies bringt jedoch die im allgemeinen unerwünschte Forderung nach beweglichen Teilen mit dadurch bedingter Komplizierung ins Spiel. Die US-A-3 817 604 offenbart ein zweilinsiges System, bei dem der Brennfleck an der gleichen Stelle gehalten wird, unabhängig von der zugeführten optischen Leistung eines Laserstrahlenbündels.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein optischer, im wesentlichen afokaler Strahlaufweiter mit einem Linsenelement negativer Brechkraft, das in einem Abstand von einem Linsenelement positiver Brechkraft angeordnet ist, vorgesehen, der dadurch gekennzeichnet ist, daß das Linsenelement negativer Brechkraft aus einem ersten für Infrarotstrahlung durchlässigen Material und das Linsenelement positiver Brechkraft aus einem zweiten für Infrarotstrahlung durchlässigen Material besteht, das vom ersten verschieden ist, und daß die Koeffizienten von Vergrößerung und Brechungsindex der beiden Materialien (bei einer Auslegungstemperatur) im wesentlichen die Gleichung
• befriedigen, worin
• die Vergrößerung bei der Auslegungstemperatur ist,
• die Änderungsrate des Brechungsindex mit Bezug auf die Temperatur des ersten Materials ist,
• die Änderungsrate des Brechungsindex mit Bezug auf die Temperatur des zweiten Materials ist,
• n1 der Brechungsindex des genannten ersten Materials bei der Auslegungstemperatur und bei der effektiven Betriebswellenlänge ist,
• n 2 der Brechungsindex des genannten zweiten Materials bei der Auslegungstemperatur und bei der effektiven Betriebswellenlänge ist,
• wodurch der Strahlaufweiter im Hinblick auf die Afokalität im wesentlichen temperaturunbeeinflußt ist. Bei einem afokalen Strahlaufweiter bestimmt das Verhältnis der Brechkräfte der beiden Elemente die Vergrößerung, und das Verhältnis der Koeffizienten der Änderung des Brechungsindex in Bezug auf die Temperatur, die erforderlich sind, um bei Temperaturänderung die Afokalität beizubehalten, können ebenfalls aufgrund dieses Brechkräfteverhältnisses bestimmt werden, das heißt, sie sind eine Funktion der Verstärkung.
• Wenn der Strahlaufweiter mit einem polychromen Strahlenbündel benutzt werden soll, dann befriedigen die Vergrößerung und die Abbeschen Zahlen der beiden Materialien vorzugsweise zusätzlich (bei der Auslegungstemperatur) im wesentlichen die Gleichung:
• worin
• V1 die Abbesche Zahl des ersten Materials ist,
• V2 die Abbesche Zahl des zweiten Materials ist.
• Bei dem Strahlaufweiter kann das genannte Linsenelement negativer Brechkraft ein rückwärtiges Element mit Meniskusform sein, das nach hinten konvex ist, und das genannte Linsenelement positiver Brechkraft kann ein vorderes Element mit Meniskusform sein, das nach vorn konvex oder nach hinten konvex ist.
• Der Strahlaufweiter kann für einen Betrieb mit Infrarotstrahlung ausgelegt sein, wobei die Materialien der Linsenbestandteile oder -elemente dann infrarotdurchlässigen Materialien sind, das heißt, Materialien mit einem geeigneten spektralen Bandpaß für Strahlung der infraroten Betriebswellenlänge oder -wellenlängen. Die Materialien können beispielsweise für thermische Infrarotstrahlung durchlässig sein, in welchem Falle die Abbesche Zahl "V" allgemein auszudrücken ist durch:
• worin n10 der Brechungsindex bei 10 Mikron Wellenlänge ist
• n 8 der Brechungsindex bei 8 Mikron Wellenlänge ist
• n12 der Brechungsindex bei 12 Mikron Wellenlänge ist.
• Bei einer wirksamen Betriebswellenlänge von ungefähr 10 Mikron können die ersten und zweiten Materialien beispielsweise Germanium bzw. Zinkselenid sein.
• Um ein besseres Verständnis der Erfindung zu ermöglichen, werden Ausführungsbeispiele derselben nunmehr beispielhaft unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen
• Fig. 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines im wesentlichen afokalen Strahlaufweiters ist und
• Fig. 2 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines im wesentlichen afokalen Strahlaufweiters ist, gezeichnet in einem anderen Maßstab.
• Der Strahlaufweiter von Fig. 1 besteht aus einem hinteren Einzellinsenelement 1 negativer Brechkraft, das in einem Abstand zu einem vorderen Einzellinsenelement 2 positiver Brechkraft wie bei einem galiläischen Fernrohr angeordnet ist.
• Das negative hintere Linsenelement 1 verursacht Strahldivergenz eines einfallenden parallelstrahligen Bündels, und das positive, vordere Linsenelement 2 bringt das Bündel zur Parallelstrahlform zurück, jedoch bei einem vergrößerten Durchmesser relativ zu dem einfallenden Bündel. In anderen Worten gesagt, haben die Linsenelemente 1 und 2 einen gemeinsamen Brennpunkt (der virtuell ist, so daß eine unerwünschte Energiekonzentration bei einem hochenergetischen Laserstrahlenbündel vermieden ist). Dadurch wird ein schmales einfallendes Bündel, üblicherweise von einem Laser, zu einem verhältnismäßig breiten austretenden Bündel aufgeweitet. Das Ausmaß der Aufweitung, das heißt die Vergrößerung, ist das Verhältnis der Durchmesser von einfallendem und austretendem Bündel, oder, anders ausgedrückt, das Verhältnis der Bildstrahlhöhe "y2" an dem positiven Element zu der Bildstrahlhöhe "y1" an dem negativen Linsenelement. Die Linsenelemente 1 und 2 sind in einem geeigneten Gehäuse oder einer Zelle (nicht gezeigt) angeordnet.
• Die Vergrößerung des afokalen Strahlaufweiters ist gleich dem Verhältnis der Brennweiten der einzelnen Linsenelemente 1 und 2. Jede Brennweite ist näherungsweise umgekehrt proportional zu dem Ausdruck "(n - 1)", worin "n" den Brechungsindex des Materials des betreffenden Linsenelements bezeichnet. Gemäß der Erfindung kann nun, wenn die zwei Linsenelemente aus unterschiedlichen Materialien hergestellt werden, im wesentlichen für die Afokalität Freiheit von Temperaturbeeinflussung erreicht werden, wenn das Verhältnis der diese Vergrößerung bestimmenden Brechkräfte (die Brechkraft ist zur Brennweite reziprok) auch das erforderliche Verhältnis der Änderungskoeffizienten des Brechungsindex bezüglich der Temperatur der zwei Materialien bestimmt, das heißt, wenn Materialien, die Koeffizienten aufweisen, deren Verhältnis mit dem gegebenen Brechkraftverhältnis (und damit der Vergrößerung) in Einklang stehen, gewählt werden oder wenn, umgekehrt, eine Vergrößerung und ein Brechkraftverhältnis gewählt werden, die mit dem Verhältnis der Koeffizienten geeigneter, zur Verfügung stehender Materialien in Einklang sind.
• In mehr mathematischer Form ausgedrückt, erfordert passive, optische Befreiung von Temperatureinflüssen, daß drei Bedingungen erfüllt werden:
• 1) Die Gesamtbrechkraft des Linsensystems
• 2) Die chromatische Korrektur des Linsensystems
• 3) Die thermische Fokusverschiebung des Linsensystems
• worin:
• K = individuelle Linsenbrechkraft = 1/Brennweite
• y = Bildstrahlhöhe an der Linse
• v = Abbesche Zahl des Linsenmaterials
• n = Brechungsindex des Linsenmaterials
• = Änderungsrate des Brechungsindex des Linsenmaterials mit der Temperatur
• KCHR und KHT sind beide im wesentlichen Null, und für ein afokales System ist KT ebenfalls Null, weil das Gesamtsystem keine fokussierende Wirkung und daher keine Gesamtbrechkraft hat. Somit:
• KT = KCHR = KTH = 0
• Für einen afokalen Strahlaufweiter, wie er in der Zeichnung gezeigt ist, der die beiden Einzellinsenelemente 1 und 2 aus unterschiedlichen Materialien aufweist (auf die sich die entsprechenden Indices beziehen), können aus den oben angegebenen drei Bedingungen folgende Beziehungen abgeleitet werden:
• A) Vergrößerung =
• B) Vergrößerung = V2/V1
• und gemäß Definition:-
• C) Vergrößerung = y2/y1
• Befreiung vom Temperatureinfluß bezüglich der Afokalität läßt sich also erreichen, indem diese Beziehungen befriedigt werden. Diese umfassen jedoch den allgemeinen Fall, bei dem chromatische Dispersion zugelassen ist. Die Beziehung B) ist bei einem polychromen Bündel anzuwenden. Wenn jedoch das Bündel, das aufgeweitet werden soll, aus effektiv monochromer Strahlung besteht, beispielsweise von einer Laserquelle, dann ist es nicht nötig, die Wahl der Materialien auf deren chromatische Dispersion einzugrenzen, und das Erfüllen der Beziehung B) wird daher überflüssig. Die Befreiung vom Temperatureinfluß läßt sich für ein monochromes Bündel dann erreichen, wenn die Beziehung zwischen der Vergrößerung und den Koeffizienten des Brechungsindex der beiden Materialien die Beziehung A) befriedigt, das heißt:
• Es versteht sich, daß sich dies auf eine Auslegungstemperatur bezieht, die gewöhnlich ungefähr 20CºC beträgt, da sich der Brechungsindex mit der Temperatur ändert.
• Außerdem versteht sich, daß eine genaue Erfüllung der Beziehung in der Praxis im allgemeinen nicht erforderlich ist und eine näherungsweise Erfüllung dergestalt, daß im wesentlichen eine Befreiung vom Temperatureinfluß bezüglich der Afokalität in solchem Ausmaß bewirkt wird, wie es bei dem speziellen System, bei dem der Strahlaufweiter angewendet wird, gewöhnlich ausreichend sein wird. Auch kann es in der Praxis erforderlich sein, einen gewissen Kompromiß gegenüber der Ideallösung zu schließen, und zwar in Bezug auf die Verfügbarkeit geeigneter Materialien und dementsprechender Änderungskoeffizienten des Brechungsindex relativ zur Temperatur für das Erreichen der erforderlichen Verhältnisse, sowie in Bezug auf die bei einem speziellen System zulässige Abweichung von einer bevorzugten Vergrößerung.
• Diese praktischen Einschränkungen können gewisse Abweichungen gegenüber vollständiger, perfekter Befreiung vom Temperatureinfluß, was das Beibehalten absoluter Afokalität anbelangt, erforderlich machen, jedoch wird ein Kompromiß, der ein wesentliches Ausmaß an Befreiung vom Temperatureinfluß zur Verfügung stellt, um eine annehmbare Afokalität über einen sinnvollen Temperaturbereich hinweg aufrechtzuerhalten, normalerweise zufriedenstellend sein. In manchen Systemen mag auch eine genaue Afokalität des Strahlaufweiters nicht erforderlich sein, und ein Strahlaufweiter, der näherungsweise, jedoch nicht genau afokal ist, kann als noch im wesentlichen afokal gelten.
• Ein spezielles Beispiel eines afokalen Strahlaufweiters für die Verwendung bei einem Laserbündel von 10,6 Mikron Wellenlänge weist folgende numerische Daten auf. Er hat die in Fig. 1 gezeigte Form mit einem rückwärtigen negativen Element 1 von Meniskusform, nach rückwärts konvex, und einem vorderen positiven Element 2 von Meniskusform, konvex nach vorn. Die brechenden Oberflächen, die von vorne nach hinten mit R1 bis R4 bezeichnet sind, weisen sämtliche eine sphärische Krümmung auf, und die Dimensionseinheiten sind Millimeter (jedoch sind die Werte relativ und können entsprechend bemaßt werden). Beispiel I Oberfläche Krümmungsradius Axiale Dicke/Abstand Freier Öffnungs-durchmesser
• Dieses Beispiel eines Aufweiters stellt eine Vergrößerung von 4,3 bei 20ºC zur Verfügung, die Brennweite des negativen Elementes 1 ist -28,985,und die Brennweite des positiven Elementes 2 ist 125,000. Das negative Element 1 besteht aus Germanium und das positive Element 2 aus Zinkselenid, wobei diese Materialien Brechungsindices "n" und Abbesche Zahlen "V" bei 20ºC sowie Änderungskoeffizienten des Brechungsindex mit der Temperatur (dn/dT) mit folgenden Werten aufweisen:
• Die Konstruktion dieses Beispiels ist für ein Eintrittsbündel von 20 mm Durchmesser durch Beugung eingegrenzt. Die Linsenelemente haben voneinander einen Luftabstand, und dieser Abstand sollte idealerweise mit zunehmender Temperatur die Ausdehnung null oder eine leicht negative Ausdehnung haben. In der Praxis wird dies wirksam dadurch erreicht, daß als Linsenkäfig ein Werkstoff geringer Ausdehnung für die Anordnung vorgesehen wird. Bei dem obigen Beispiel, bei dem Germanium und Zinkselenid angewendet werden, beläuft sich der aus der Beziehung A) errechnete Vergrößerungswert auf etwa 3,1 gegenüber der tatsächlichen Vergrößerung von 4,3, das heißt, es liegt eine Abweichung von ungefähr ± 30% vor. Dieses Ausmaß der Befreiung von Temperatureinfluß bezüglich der Afokalität ist jedoch für die Anforderungen bei einem System ausreichend, bei dem dieses Beispiel eines Strahlaufweiters Verwendung finden soll, und ermöglicht, daß das Beispiel über einen Bereich der Temperaturänderung von etwa ± 36ºC eine durch die Beugung eingeschränkte Güte besitzt, während ein entsprechender Strahlaufweiter, bei dem beide Elemente aus Germanium bestehen, eine durch die Beugung eingegrenzte Güte lediglich über einen Temperaturänderungsbereich von etwa ± 4ºC zeigen würde. Bei anderen Ausführungen und Beispielen kann die Abweichung von dem theoretischen Wert gemäß der Beziehung A) größer sein, beispielsweise 50%, oder kleiner (und/oder von entgegengesetztem Vorzeichen) als bei dem vorliegenden Beispiel, um eine Befreiung von Temperatureinfluß im wesentlichen zu erreichen, d.h. eine Befreiung in einem Ausmaße, bei dem im wesentlichen Afokalität Näherung über Temperaturänderungen aufrechterhalten bleibt, so daß die Anforderungen des Systems, bei dem der Aufweiter verwendet wird, erfüllt werden.
• Ein weiteres Ausführungsbeispiel eines im wesentlichen afokalen Strahlaufweiters ist in Fig. 2 schematisiert gezeigt. Er weist ein hinteres Element 3 negativer Brechkraft von Meniskusform, nach rückwärts konvex, sowie ein vorderes Element 4 positiver Brechkraft von Meniskusform auf, ebenfalls nach rückwärts konvex.
• Ein Beispiel, das gemäß der Ausführungsform von Fig. 2 ein hinteres, negatives Element 3 aus Germanium aufweist, das in einem Luftabstand von einem vorderen, positiven Element 4 aus Zinkselenid angeordnet ist, hat folgende numerische Werte, wobei die brechenden Oberflächen wiederum sämtliche eine sphärische Krümmung aufweisen und von hinten nach vorn mit R1 bis R4 bezeichnet sind und wobei die Dimensionseinheiten Millimeter (jedoch maßstabveränderlich) sind. Beispiel II Oberfläche Krümmungsradis Axiale Dicke/Abstand Freier Öffnungs-durchmesser
• Dieses Beispiel des Aufweiters stellt eine Vergrößerung von 2,2 bei 20ºC zur Verfügung, d.h., es liegt eine Abweichung von etwa - 30% von dem errechneten Wert von 3,1 vor, der durch die Beziehung A) für Germanium und Zinkselenid gegeben ist.
• Bei Beispiel II hat das negative Element 3 eine Brennweite von - 30,07, und das positive Element 4 hat eine Brennweite von 69,72. Das Beispiel ist nicht genau afokal, und der Abstand zwischen den Linsenelementen, d.h. der Axialabstand der Oberflächen R2 und R3, müßte auf 40,88 eingestellt sein, um paraxiale Afokalität zu erreichen. Dieses Beispiel weist außerdem eine gewisse Restaberration auf, um in dem restlichen Teil des optischen Systems, bei welchem es Anwendung findet, Aberration zu kompensieren. Um die Aberration innerhalb des Strahlaufweiters auszugleichen, müßte der Axialabstand der Oberflächen R2 und R3 auf 39,1 eingestellt werden.
• Beispiel II zeigt somit auf, daß ein Strahlaufweiter gemäß der Erfindung nicht notwendigerweise genau afokal sein muß, beispielsweise, wenn das System, bei dem er benutzt wird, einige Abweichung gegenüber genauer Afokalität erfordert. Zu verstehen ist, daß ein solcher Aufweiter immerhin im wesentlichen von Temperaturbeeinflussung im Hinblick auf die Afokalität (d.h. in Bezug auf den eine spezielle Bedingung der Afokalität darstellenden Fokus) freigemacht werden kann. Beispiel II zeigt auch, daß ein erfindungsgemäßer Strahlaufweiter nicht notwendigerweise gegen Aberration selbst ausgeglichen sein muß, sondern eine Restaberration aufweisen kann, beispielsweise, um Aberration des restlichen Teils des Systems zu kompensieren, das den Strahlaufweiter enthält. Es versteht sich daher, daß die Ausdrücke KT, KCHR und KTH nicht sämtliche tatsächlich Null sein müssen.
• Es ist ersichtlich, daß die obigen Ausführungsformen und Beispiele zum Zwecke der Erläuterung angegeben sind und weitere Ausführungsformen und Beispiele vom Fachmann erstellt werden können, möglicherweise unter Verwendung unterschiedlicher Formen für das negative und/oder positive Linsenelement und/oder eine unterschiedliche Wahl der beiden Materialien.
• Beispiele möglicher weiterer infrarotdurchlässiger Materialien mit relevanten Daten, ausgedrückt auf gleicher Grundlage wie oben, sind wie folgt aufgelistet: Material
• Zwar ist das die Linsenelemente trennende Medium üblicherweise Luft, jedoch könnten auch einige andere Gase angewendet werden, wenn es gewünscht wird; und obgleich Flächen sphärischer Krümmung im allgemeinen aus Gründen der einfachen Herstellbarkeit vorzuziehen sind, könnten auch eine oder mehrere asphärische Oberflächen vorgesehen sein, falls erforderlich. Außerdem kann, wie vorstehend angegeben, ein polychromer Strahlaufweiter, der bezüglich der Afokalität vom Temperatureinfluß befreit ist, zur Verfügung gestellt werden, wenn zusätzlich zu der Beziehung A) auch die obige Beziehung B) erfüllt wird.
• Es ist ersichtlich, daß ein Strahlaufweiter mit im Abstand voneinander angeordneten negativen und positiven Linsenkomponenten, die durch Einzellinsenelemente gebildet sind, eine sehr einfache und günstige Anordnung darstellt, die bezüglich der Afokalität im wesentlichen vom Temperatureinfluß befreit werden kann, d.h. so, daß die Afokalität beibehalten oder näherungsweise afokale Fokusverhältnisse trotz Temperaturveränderungen gegeben sind, wie oben beschrieben wurde. Es versteht sich jedoch, daß eine solche Anordnung mit lediglich zwei Einzelelementen nicht auch in der Weise vom Temperatureinfluß freigemacht werden kann, daß die Vergrößerung beibehalten wird, d.h. daß trotz Temperaturänderungen die gleiche Vergrößerung bewirkt wird. Um dies zu erreichen, würde es im allgemeinen erforderlich sein, jedes der negativen und positiven Komponenten für sich unabhängig vom Temperatureinfluß freizumachen, so daß jede von sich aus die drei vorerwähnten Bedingungen erfüllt. Dies würde normalerweise erforderlich machen, daß Elemente aus zumindest drei unterschiedlichen Materialien für jede Komponente vorgesehen werden, was entsprechende Komplizierung und Verteuerung zur Folge hätte.

Claims (7)

1. Optischer, im wesentlichen afokaler Strahlaufweiter für Infrarotstrahlung, mit einem Linsenelement (1; 3) negativer Brechkraft, das in einem Abstand von einem Linsenelement (2; 4) positiver Brechkraft angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Linsenelement (1; 3) negativer Brechkraft aus einem ersten für Infrarotstrahlung durchlässigen Material und das Linsenelement (2; 4) positiver Brechkraft aus einem zweiten für Infrarotstrahlung durchlässigen Material besteht, das vom ersten verschieden ist, und daß die Koeffizienten von Vergrößerung und Brechungsindex der beiden Materialien (bei einer Auslegungstemperatur) im wesentlichen die Gleichung

befriedigen, worin

die Vergrößerung bei der Auslegungstemperatur ist,

die Änderungsrate des Brechungsindex mit Bezug auf die Temperatur des ersten Materials ist,

die Änderungsrate des Brechungsindex mit Bezug auf die Temperatur des zweiten Materials ist,

n1 der Brechungsindex des genannten ersten Materials bei der Auslegungstemperatur und bei der effektiven Betriebswellenlänge ist,

n2 der Brechungsindex des genannten zweiten Materials bei der Auslegungstemperatur und bei der effektiven Betriebswellenlänge ist,

wodurch der Strahlaufweiter im Hinblick auf die Afokalität im wesentlichen temperaturunbeeinflußt ist.

2. Strahlaufweiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergrößerung und die Abbeschen Zahlen der beiden Materialien zusätzlich (bei der Auslegungstemperatur) die Gleichung

befriedigen, worin

V1 die Abbesche Zahl des ersten Materials ist,

V2 die Abbesche Zahl des zweiten Materials ist.

3. Strahlaufweiter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Linsenelement (1; 3) negativer Brechkraft ein rückwärtiges Element mit Meniskusform ist, das nach hinten konvex ist.

4. Strahlaufweiter nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Linsenelement (2; 4) positiver Brechkraft ein vorderes Element mit Meniskusform ist, das nach vorn konvex oder nach hinten konvex ist.

5. Strahlaufweiter nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er bei thermischer Infrarotstrahlung von ungefär 10 Mikron Wellenlänge betreibbar ist und dadurch gekennzeichnet, daß die genannten ersten und zweiten Materialien Germanium bzw. Zinkselenid sind.

6 Strahlaufweiter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (1; 3) negativer Brechkraft brechende Oberflächen R1 und R2 und das Linsenelement (2; 4) positiver Brechkraft brechende Oberflächen R3 und R4 besitzt, welche Krümmungsradien und Axialabstände im wesentlichen wie folgt aufweisen: Oberfläche Krümmungsradius Axialabstand

7. Strahlaufweiter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (1; 3) negativer Brechkraft brechende Oberflächen R1 und R2 und das Linsenelement (2; 4) positiver Brechkraft brechende Oberflächen R3 und R4 besitzt, welche Krümmungsradien und Axialabstände im wesentlichen wie folgt aufweisen: Oberfläche Krümmungsradius Axialabstand