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Halbschattenpolarisator Gegenstand der Erfindung ist ein symmetrischer
Halbschattenpolarisator für liniar polarisiertes Licht mit homogenem Gesichtsfeld
und regelrecht beleuchteter und daher veischwindender Trennungslinie. Es sind beraits
verschiedene Halibschattenpolarisatoren bekannt, von denen jedoch keiner alle die
oben gerannten Eigenschaften zusammengenommen besitzt. Zunächst wäre der Polarisator
von jellet-Loi-inu zu nennen, der aber keine gleichmäßige Polarisation und keine
vollkommen verschwindende Trennungslinie besitzt, weil die Nähe der Trennungslinde
nicht regelrecht beleuchtet wird. Für genaue Messungen wird er deshalb nicht mehr
benutzt. Der Lippich-Polarisator, der aus einem großen Nikol und einem seitlich
davor gelagerten kleineren Nikol besteht, dessen eine Kante in der optischen Achse
des größeren Nikols liegt und der so geschliffen ist, daß die Kante (Trennungslinie
des Gesichtsfeldes.) eine regelrechte Beleuchtung erhält, ist unsvmmetrisch. Eis
lassen sich. jedoch mit diesem Polarisator sehr genaue Messungen vornehmen; wegen
seiner unsymmetrischen Anordnung ist er aber nicht frei von systematischen Fehlern,
insbesondere bei veränderlichem Halbschatten, weil die Strahlen auf der einen Seite
des Gesichtsfeldes nur durch das eine Prisma, auf der anderen Seite durch zwei Prismen
gehen müssen. Ein neuer Polarisator nach Schönrock besitzt diesen Übelstand der
unsymmetrischen Anordnung nicht, denn er besteht aus zwei nebeneinanderliiegenden
Prismen, so daß bei demselben die Strahlen für jede der beiden Gesic.htsfeldhälften
nur durch je ein Prisma hindurchgehen. Bei diesem Pol.arisator verschwindet jedoch
die Trennungslinie nur unvollkommen, weil er in der Nähe der Trennungslinie nicht
regelrecht beleuchtet wird. Die Einstellgenauigkeit ist aus diesem Grunde vermindert.
An sich ist es zwar möglich, durch, geeignete Bemessung der Größe der Lichteintrittsstel:le
(Eintrittspupille) des Instrunnentes die T rennungslinic so günstig zu beleuchten,
daß gut gemessen werden kann.
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Die Erfindung verfolgt nun den Zweck, den Polarisator in der Nähe
der Trennungslinie regelrecht zu beleuchten und damit die Trennungslinie vollkommen
zum Verschwinden zu bringen, und zwar dadurch, daß der Polarisator aus zwei optisch
ne#beneinandergelagerten und schräg zueinander angeordneten, selbs-tändig polarisierenden
Prismen besteht, so daß die Endflächen wenigstens eines derselben unter einem kleineren
Winkel als yo° zur optischen Achse stehen und daß zwischen den benutzten, in die
Prismen eintretenden Lichtbündeln ein spitz-keilförmiger, optisch toter Raum vorhanden
ist. Die beiden Prismen können in der wichtigsten Ausführungsform symmetr fisch
geformt und angeordnet sein, so daß die Endflächen beider Prismen je einen kleineren
Winkel als cgo° zur optischen Achse bilden. Die Prismen können so geschliffen
sein,
daß der optisch tote Raum zwischen den Prismen mit Kalkspat aasgefüllt ist. Nach
der Lichtquelle zu kalin dieser optisch tote. Raum durch Schwärzung oder in anderer
Weise abgedeckt sein. Eiale andere Au.sfüllrungsmöglichkeit besteht darin, daß die
beiden Prismen in der Achsrichtung zueinander versetzt angeordnet sind, aber derart,
daß sie optisch nebeneinanderliegen. Um bei dieser Anordnung dem optisch toten Rauin
eine genügende Breite zu geben, kann das weiter von der Lichtquelle entfernt liegende
Prisma mit Kalkspat oder einem anderen optischen Medium verlängert sein. Bei dieser
versetzten Aalordnung der beiden Prismen ist ferner auch die Erzielung eines variablen
Halbschattens dadurch möglich, daß das der Lichtquelle näherliegende Prisma mit
senkrecht zur Instrunientenachse stehenden Endflächen versehen und um die Instrumentenachse
drehbar ist.
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Bei diesem Polarisator nach der Erfindung wird, wie schon oben angedeutet,
gleichzeitig mit der regelrechten Beleuchtung der Nachbarschaft der Trennungslinie
erreicht, daß die Lichtstrahlen auf beiden Seiten der optischen Achse durch
je nur ein Prisma hindurchgehen. Hierdurch unterscheidet sich der Polarisator
nach der Erfindung von dein Lippich-Polarisator, dessen Vorteile hier bezüglich
der Beleuchtung der Trennungslinie ebenfalls vorhanden sind, während die Nachteile
bei der neuen Form fortfallen.
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Die Erfindung betrifft ferner einen in Verbindung mit derartigen Halbschattenpolarisatoren
benutzten Kompensator, der durch zwei nebeneinander angeordnete Linsenstücke (sog.
Zwillingslinsen) gebildet ist, die gleichzeitig als Kondensor dienen. Die Achsen
dieser Linsenstücke sind parallel angeordnet, fallen aber nicht zusammen, sondern
sind in senkrechter Richtung zur Trennungslinie des Polarisators versetzt. Dienahezu
aneinanderstoßenden Kanten liegen dabei parallel zur Trennungslinie und innerhalb
des toten Raumes. Durch diese Linsenstücke, die gegebenenfalls Linsenhälften sein
können, wird die durch die schrägen Endflächen des Polarisators bedingte Parallelversetzung
und Trennung der Strahlenbündel (toter Raum) aufgehoben (kompensiert), und es kann
erreicht werden, daß die zu beiden Seiten der optischen Achse durch das Polarisatorprisma
gehenden Strahlenbündel von einer Stelle der Lichtquelle ausgehen. Gleichzeitig
können m-it diesen Linsenstücken (Zwillingslinsen) Versetzungen -der beiden Strahlenbündel
parallel der Trennungslinie ausgeglichen (ko@nipensiert) werden. Derartige schädliche
Versetzungen können auftreten als Folge geringer Ungenauigkeiten beim Zusaminensetzen
der Polarisatorpri.smen; sie sind jedoch meist sehr klein oder gar nicht vorhanden.
Es ist demzufolge bei (lein neuen Polarisator in Verbindung finit dem Kompeilsator
nicht mehr nötig, die äußerst empfindlichen Prismen wiederholt neu zu kitten.
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In den Zeichnungen sind schematisch einige Ausführungsbeispiele für
den Pola risator nach der Erfindung angegeben.
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Abb. i zeigt das Polarisatorprisnia in vergrößertem Maßstab, und zwar
in symmetrischer Anordnung der Prismenteile.
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Abb.2 zeigt schematisch eine Anordnung eines solchen Prismas mit dein
Strahlengang und eine gewöhnliche Kondensorlinse.
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Abb. 3 zeigt die gleiche Anordnung, jedoch mit dein Kompensator nach
der Erfindung. Abb. d. zeigt eine versetzte Anordnung der beiden Prismen, wobei
nur das eine Prisma finit den Endflächen einen kleineren Winkel als 9o° zur optischen
Achse bildet.
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Wie aus Abb. i ersichtlich, bestellt der Polarisator nach der Erfindung
aus zwei Hauptteilen i und 2. Jeder dieser Hauptteile besteht wiederum aus den Unterteilen
3, 4. und 5, 6. Alle diese Teile liegen svinnietrisch zur Trennungslinie 7, die
in der optischen Achse des Apparates verläuft. Bei diesem Polarisator bildet der
durch stärkere Schraffierung hervorgehobene Teil einen optisch toten Raum, da die
reziprok verfolgten Lichtbündel 8 in der angegebenen Weise durch die Prismen hindurchgehen.
Der optisch tote Raum kann nun durch Schwärzung oder, wie es etwa die punktierte
Linie io andeutet, durch Abschleifen der nach der Lichtquelle zu gelegenen Kanten
9 abgedeckt sein, ohne die Wirksamkeit des Polarisators irgendwie zu beeinträchtigen.
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In Abb.2 ist das Polarisatorprisma in einen Strahlengang hineingesetzt,
der im folgenden reziprok verfolgt werden soll. Betrachtet man ein homozentrisches
StraliJenb@indel, welches von einem Punkt i i der Analysatoröffnun.g ausgeht und
die Trennungslinie 7 trifft, so ergibt sich eine Zerlegung in zwei Biinrl.el 12
und 13, die parallel zueinander und zur optischen Achse austreten. Durch die dahintergesetzte,
als Kondensor dienende Linse 14 werden die Bündel dem Brennpunkt 15 der Linse zugeführt,
überkreuzen sich daselbst und ergeben bei 16 und 17 äquidistante Bildpunkte des
Punktes i i, von denen nötigenfalls gefordert wird, daß sie genau zusammenfallen
und daß sie auf der Leuchtfläche der Lichtquelle liegen. Solange man mit einer ausgedehnten
Lichtquelle mit hoinogelier Leuchtdichte arbeitet, ist die getreillite Lage der
lichtaussendenden Punkte 16 und 17 nicht schädlich. Bei sehr genauen Messungen ist
es notwendig, daß die beiden getrennt über die beiden Gesichtsfeldhälften nach dein
AnalS-sator
gelangenden Lichtbündel von derselben Stelle der Lichtduelle
ausgehen, weil Helligkeitsversehi@denheiten oder -änclertingen von 16 und z; -"Ztillpunktsverschiebungen
des Polarinieters verursachen. Es ist dafür zu sorgen, claß jeder einzelne Punkt
des Ana.lvsators nur von einem einzigen Punkt der Lichtduelle Beleuchtung e.inpfängt,
claß also die von diesem einzigen Punkt ausgehenden Strahlen zu beiden Seiten der
optischen Achse durch die beiden Po@larisatorprisinen gehen und in einem Punkt der
Analvsatoröffnung vereinigt wurden. Es muß daher die ablenkende Wirkung der Prismen
wiederaufgehoben (kompensiert) werden.
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Eine solche Anordnung eines Koinpen.sators, der ebenfalls zur 'Erfindung
gehört, ist in Abb. 3 dargestellt. Auf Grund des Gesetzes der äqu.idistanten Bildebenen
muß dafür gesorgt werden, daß die (wieder bei reziproker Verfolgung des Strahlenganges)
aus <lein Polarisatorprisma austretenden Strahlenbündel durch den gleichzeitig
als Kondensator dienenden Kompensator so gebrochen «-erden, daß sie in einem Punkt
auf der lichtaussendenden Fläche der Lichtqtiel.le 18 zusaminentreffen. Das heißt
mit anderen Worten, daß die Analysatoröffnung auf dir Lichtquelle abgebildet werden
muß. Wie schon oben angedeutet, benutzt man hierzu gemäß der Erfindung zwei Linsenstücke
19 lind 20, deren Achsen parallel und in senkrechter Richtung zur Trennungslinie
versetzt sind und deren ganz oder nahezu aneinanderstoßenden Kanten parallel zur
Trennungslinie und innerhalb des optisch toten Raumes hegen. Aus A11. 3 ist der
sich dann ergebende Strahlengang ersichtlich.
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Selbstverständlich können für den gleichen Zweck auch noch andere
bekannte optische Hilfsmittel benutzt werden, z. B. Keile oder egativliil,seil,stiiclse
in Verbindung mit Positivlinsen, wobei dann die Keile oder N egativlinsen zweckmäßig
-zwischen Polarisator und Sammellinse eingeschaltet werden. Es hat sich aber gezeigt,
daß die Verwendung zweier positiver Linsen, die aus einer in der Mitte durchgeschnittenen
und abgeschliffenen Linse erhalten werden, genügt. Die Hälften der Linse können
so weit auseinandergesetzt «-erden, daß bei der notwendigen, aber immer geringfügigen
Verschiebung die nötige Regelung erfolgt, ohne daß die Linsenkanten aus dem toten
Raum herauskommen. Auf diese Weise läßt sich mit einfachen Mitteln der Ausgleich
erzielen. Gleichzeitig ergibt sich hierbei aber auch noch die -Möglichkeit, durch
Versetztuig der Linsenstücke parallel zur Trennungslinie, also senkrecht zur Zeichiningsebene
in Abb. 3, Versetzungen der Strahlenbündel, d:ie durch etwaige Ungenauig-
| keiten bei der Zusammensetzung der Prismen- |
| stücke entstehen, auszugleichen. |
| In Abb.4 ist eine zweite Ausführungsform |
| d,--s Polarisators gezeigt, bei der die beiden |
| Prismen versetzt zueinander angeordnet sind. |
| Das Prisma 21 bildet mit seinen Endflächen |
| einen kleineren Winkel als cgo' zur optischen |
| Achse, während das zweite Prisma 22, z. B. |
| mit den Endflächen, in einem Winkel von do@ |
| zur optischen Achse liegt. Auch hier tritt |
| dasselbe ein, wie bei den vorhergehenden |
| Ausführungen, d. h. die Trennungslinie wird |
| regelrecht beleuchtet und beeinträchtigt somit |
| keineswegs das Messungsergebnis. Bei dieser |
| Anordnung kann nun der Fall eintreten, dafi |
| der optisch tote Raum 23 zu schmal wird. |
| Diesen Übelstand kann inan leicht in der |
| Weise beheben, daß man z. B. das Prisma 21 |
| nach der Lichtquelle zu durch Kalkspat oder |
| ein anderes optisches Medium 24 verlängert, |
| so daß dann. wie es sich aus dein Strahlen- |
| gang ergibt, der optisch tote Raunt eine |
| größere Breite 25 erhält. Bei genügend gro- |
| 1ern optisch totem Raum kann das mit End- |
| flächen unter go° zur optischen Achse stehende |
| Prisma um die optische Achse um z, B. -f- 5' |
| gedreht werden, so daß der Polarisator er- |
| laubt, den Halbschatten in verschiedene Grö- |
| ßen einzustellen. |
| Auch das Prisma 22 kann so gesetzt sein, |
| daß die Endflächen einen kleineren @@'inkel als |
| cfo° zur optischen Achse bilden. |