DE7022652U - Dreispiegelsystem - Google Patents

Description

Dr. A.rpad Bardocz Q ~£q. 7^o /f '? p-

Ein DreifBiegel-System

Die Erfindung betrifft die Ausführung eines Dreispiegel-Systems , das

eine geradlinige Aufstellung von Spiegeln in optischen

_r,_r. ' ' Systemen ermöglicht, eine weitgehende Verminderung der Dimensionen optischer

Aufbauten,

die Verwirklichung einer bequemen Bilddrehung und die Drehung der Polarisationsebene des einfallenden

Lichtes garantiert.

Der Gegenstand der Erfindung besteht aus drei Spiegeln, die in einer entsprechend^ausgebildeten Passung angeordnet sind. Die drei Spiegel können alle plan sein oder können als jedweder Esgelschnitt ausgeführt werden. Die drei Spiegel können auch mit Linsen kombiniert werden.

Eine Hauptcharak"¹ eristik des Systems ist, daß das aus den drei Spiegeln gebildete System um die optische Achse drehbar gelagert ist.

Die prinzipielle Ano.^nung des Dreispiege\-Spiegelsystems zeigt Abb.1.

Abb.2 zeigt das Dreispiegelsystem mit Linsen kombiniert, Abb.3 die Wirkungsweise des Dreiepiegelsysteme, Abb.4 zeigt schematisch die Ausführung des Dreispiegelsystems

Trotz seiner ausgezeichneten Eigenschaften, wie Achromasie und von der Wellenlänge des Lichtes in starkem Maße unabhängiges Ri JTexionsvermögen, ist <?.er Spiegel noch immer nur beschränkt angewendet worden. Dies betrifft hauptsächlich die einfachsten optischen Aufstellungen. Das steht teilweise damit in Zusammenhang, daß ein Spiegel nie in einem geraden Strahlengang, wie eine Linse aufgestellt werden kann, sondern asymmetrische Aufstellungen nötig sind. WeM mit üblichen optischen Komponenten asymmetrische Aufstellungen nur schwer zu verwirklichen sind, ist es verständlich, daß die Verbraucher ähnliche Aufstellungen möglichsc vermeiden. Neben Aufbauschwierigkeiten sind die Justierprobleme eines asymiü et riech aufgebauten Systems sehr groß -.

Die Dreispiegelanordnung gemäß der Erfindung vermeidet die aufbaubedingten Schwierigkeiten einer asymmetrischen Anordnung. Bei dieeer Anordnung ist die Asymmetrie des Strahlenganges in dem Dreispiegel-System selbst aufgehoben und nach außen meldet es sich als eine symmetrische Komponente. Der Aufbau des Dreispiegelsystems ist auf der Abb.1 sichtbar. X-X ist die optische Achse. Ein aus dem Bildpunkt 0 kommender Strahl wird vom Planspiegel M1 auf den Konkavspiegel M2 reflektiert. Der Weg des Strahls von M2 führt über M3 zum Bildpunkt B. Die Bildeigenschaften betreffen^ verhält sich das System als ob der Objektpunkt in O¹, der Bildpunkt in B^f liegen würde. Je kleiner die von 0*M2 - M2B¹ Strahlen eingeschlossenen Winkel, desto besser die Bildqualität.

Eine Ausführung des Dreispiegelsystems zeigt die Abb.4 Zwei Spiegel M1 und M3 sind in einem zylinderfönnigen Halter P untergebracht. Diese zwei Spiegel sind um eine, auf der optischen Achse senkrechte und zueinander parallele Achse drehbar. Am zylinderfönnigen Halter P ist ein Träger T befestigt, der den eigentlichen Abbildungsspiegel M2 trägt. Der Abbildungsspiegel ist entlang dem Träger T verschiebbar. Der Abbildungsspiegel M2 kann justierbar ausgebildet werden.

Das in der Abbildung dargestellte Spiegelsystem ist als Einheit wie eine Linse behandelbar.

Mit der Änderung der Pokallänge des Abbildungsspiegels M2 ändert sich in einer sehr einfachen Weise die Pokallänge des Dreispiegelsystems. Auf diese Weise, mit Hilfe einiger billiger Konkavspiegel, ersetzt man eine Reihe von kostspieligen Achromaten, die aber noch immer nur begrenzt durchlässig sind.

Optische Komponenten mit großer Pokallänge brauchen viel Platz für die Aufstellung. Besonders schwer ist die Aufstellung, wenn es um Pokallängen von Metern sich handelt. Die Spiegelanordnung löst dieses Problem sehr leicht in der Weise, daß der Spiegel M2 nach der Höhe versetzt wird. Auf diese Weise können cctische Abbildungskomponenten mit grosser Pokallänge in der horizontalen Ebene auf Längen angeordnet werden, die mit der Länge des Dreispiegelsystems gleich sind c

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Wird der Abstand zwischen der optischen Achse und dem Spiegel M2 geändert, soll auch die Neigung der Spiegel M1 und IO geändert werden. Zu diesem Zweck sind diese Spiegel entsprechend gelagert. Us είπε Spielfrciheit zu erzielen, können diese Spiegel auf Magneten befestigt werden. Die Magnete 3ind in der Passung P gelagert. Eine Peineinstellung dieser Spiegel ist auch möglich. Die Einstellung der Spiegel M1 und M3 erfolgt mit dem köpfe K. Die Passung P ruht in den Lagern L, die auf der Grundplatte ρ befestigt sind.

Das Dreispiepelsystem' hat eine besondere für die experimentelle Optik sehr wichtige Eigenschaft. Dies ist die Fähigkeit des Systems, bei dessen Drehung um die optische Achse auch das Bild eines Objektes zu drehen. Das Maß der Drehung des Objektes ist das zweifache der Drehung des Systems. Dieses Verhalten des Dreispiegelsystems ist scheratisch auf Abb.3 veranschaulicht. Das erste Bild (K) in der Abbildung zeigt das System in seiner normalen Lage aus der Richtung der optischen Achse betrachtet- Die darunter befindlichen Pfeile deuten das Objekt an. Darunter sieht man das Bild des Objektes so, wie dieses mit dem Dreispiegelsystem abgebildet wird. In der zweiten vertikalen Reihe (B) ist das "-- Spiegelsystem um die optische Achse mit 45 gedreht. Das

entsprechende Bild zeigt, daß das Bild bei dieser Drehung um 90° gedreht wurde. In der dritten Reihe (C) wurde das Spiegel-System um 90° gedreht, die Drehung des Bildes ist 180°.

Die praktische Bedeutung dieser Dreheigenschaft besteht darin, daß ζ.Β*, horizontal brennende elektrische Entladungen vertikal auf dem Spalt eines Spektrographen abgebildet werden können. Ähnlich ist es möglich, eine vertikal brennende Lichtquelle horizontal =»"** »ιπα» s-nei-f: »Ή5γ»?>»πγ?*>π. Eine weitere wichtige Eigenschaft des Dreispiegel-Systems ist, daß bei seiner Drehung auch die Polarisationsebene des einfallenden Lichtes sich dreht. Das Maß der Dre'iung d°r Polarisationsebene gleicht dem der Bilddrehung.

Um die gewünschte Drehbewegung um die optische Achse durchführen zu können, soll die Dreispiegelanordnung gelagert werden. Die Lagerung geschieht an den zwei Enden des Systems, wie das Abb.4 zeigt. Auf diese Weise kann die Passung mit Spiegel M2 zusammen gedreht werden. Das starr-zusammengehörige System Passung-Spiegel M2 kann in jeder Drehlage befestigt werden.

Das Dreispiegel-System kann mit Hilfe eines Reiterstiftes (R) auf einer optischen Bank aufgestellt werden.

Wird das Dreispiegel-System nur für Bilddrehungen verwendet, dann kommt an Stelle des Abbildungsspiegels M2 ein Planspiegel zur Anwendung.

Die zwei Enden des Doppelspiegelhalters sind mit je einer austauschbaren Adapterplatte E mit Gewinde abgeschlossen. Diese Adapter dienen zur Aufnahme von linsen, Blenden oder von Verschlüssen.

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Eine Blende oder einen Verschluß kann man auch vor dem Spiegel M2 anbringen. Für diesen Zweck ist auch die obere Spiegelfassung mit einem CK. <vinde versehen. Ein Verschluß oder eine Blende kann auch auf dein vertikalen Halte-^räger T (Abb.4) in der Kähe der oberen Spiegel fixiert werden.

Werden die Blenden an den Enden des Doppelspiegelhalters angewendet, gilt auch hier, daß die Bildfehler um so geringer werden, desto kleiner der von den einfallenden und reflektierten Strahlen gebildete Winkel ist. Um gute Bildqualität zu haben, sollen Blenden mit kleiner Öffnung so plaziert werden, daß die in das System eintretenden Strahlen auf den oberen Teil des Schrägspiegels fallen.

Ist in einem, mit Hilfe von Linsen aufgebauten optischen System eine Bilddrehung nötig, kann man das Dreispiegel-System auch hier verwenden. In diesem Falle wird der Konkavspiegel durch einen Flachspiegel ersetzt und eine oder zwei Linsen werden so angeordnet wie die Abb.2 zeigt. In der Abb.2, Ml, M2 und M3 sind Planspiegel, die die Bilddrehung bewirken, H4 und M5 sind Linsen.

Wiikelteilungen erleichtern die Peststellung ^er Lage der Spiegel M1 und M3 sowie der Winkellage des M1, M2 und M3 Sreispiegel-Systems.

Claims (3)

Bard oc ζ Ein Dreispiegel-System Patentansprüche

1) Ein optisches System bestehend aus drei Spiegeln

; ' M1, M2 und M3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Spiegel

(M1, M3) gegeneinander im allgemeinen symmetrisch, und

\ im Vergleich mit der optischen Achse (x-x) dazu je

schräg, der dritte (M2) zu den erwähnten zwei Spiegln

im allgemeinen symmetrisch angeordnet ist und das so ausgebildete System um die optische Achse (x-x) drehbar ist.

2) Ein optisches System nach AnSpruchsρankt 1), dadurch gekennzeichnet, daß die Winkellage der gegeneinander

im allgemeinen symmetrisch angeordneten Spiegel (M1, M3) um eine zur optischen Achse senkrecht angeordnete Achse drehbar ist.

3) Ein optisches System nach Anspruchspunkten 1) und 2), dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegel magnetisch gehalten sind.

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