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Optische Einrichtung zum Einstellen und zum Ermitteln der Lage der
Schwingungsrichtungen einander zugeordneter Polarisatoren Die Erfindung betrifft
die Anwendung von die Ebene linear polarisierten Lichtes drehenden Mitteln zum Zweck
der Feststellung der Lage der Schwingungsrichtungen einander zugeordneter Polarisatoren.
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Es ist bekannt, mittels lichtoptischer, die Ebene linear polarisierten
Lichtes drehender Mittel, z. B. vermittels einer Soleilplatte, das Drehvermögen
optisch aktiver Substanzen zu bestimmen. Für diesen Zweck geeignete Stoffe sind
z. B., wie ebenfalls an sich bekannt ist, senkrecht zur optischen Achse geschnittene
Quarze. Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung, die es ermöglicht, in technischen
Geräten die Lage der Schwingungsrichtungen einander zugeordneter Polarisatoren festzustellen
bzw. einzustellen. Zu diesem Zweck werden gemäß der Erfindung zwischen Polarisatoren,
die, was bei der vielseitigen Anwendung derselben häufig vorkommt, eine bestimmte
Lage, z. B.,die Auslöschstellung, einnehmen, die die Ebene des linear polarisierten
Lichtes drehenden Mittel eingeschaltet.
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Im einzelnen besteht die Erfindung in einer optischen Einrichtung
zum Einstellen und/oder zur
Feststellung .der gegenseitigen Lage
der Schwingungsrichtungen einander .zugeordneter Polarisatoren mit dem Kennzeichen,
daß z. B. nur ein die Schwingungsebene des linear polarisierten Lichtes drehendes
Mittel vorgesehen ist und dieses aus einem Stufenkeil oder einem verlaufenden Keil,
gegebenenfalls in Kombination mit einer drehenden Planplatte, besteht. Die die Schwingungsebene
des lirrear polarisierten Lichtes drehenden Mittel können gemäß der Erfindung auch
aus zwei oder mehr das Gesichtsfeld unterteilenden, aneinander angrenzenden und:
bezüglich des Drehvermögens undioder des. Drehsinns voneinander verschiedenen Feldern
bestehen. In diesem Fall können Teile des Gesichtsfeldes aus Graufiltern gleicher
oder verschiedener Dichte sein, bz.w. Teile der die Schwingungsrichtung des linear
polarisierten Lichtes drehenden und das Gesichtsfeld aufteilenden Mittel können
mit Graufiltern gleicher oder verschiedener Dichte, z. B. mit Stufengraufiltern,
kombiniert sein. Bei Anwendung von zwei die Schwingungsebene des linear polarisierten
Lichtes drehenden Keilen haben diese vorzugsweise entgegengesetzten Drehsinn oder
aber gleichen Drehsinn und entgegengesetzt gerichtete Basis. Zweckmäßigerweise ist
im Gesichtsfeld der optischen Einrichtung gemäß der Erfindung eine Skala angebracht,
die die Lage der Schwingungsrichtungen einander zugeordneter Polarisatoren unmittelbar
abzulesen gestattet.
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Die Wirkungsweise der optischen Einrichtungen gemäß der Erfindung
Wird an Hand der Zeichnungen in mehreren Beispielen erläutert.
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In der Abb. i ist schematisch eine aus einem Polarisator i, einem
Analysator 3 und einem dazwischengeschalteten, das linear polarisierte Licht drehenden
Element 2 bestehende Anordnung dargestellt. Die Abb. 2 zeigt in Aufsicht eine beispielsweise
Ausführungsform des Bauelementes 2, das im einfachsten Fall aus zwei Feldern 4 und
5 besteht. Die Schwingungsebene des vom Polarisator i (Abb. i) kommenden linear
polarisierten Lichtes erfährt durch das Feld 4 eine Drehung um den Winkel a z. B.
nach links und durch das Feld. 5 eine Drehung um den Winkel a dann nach rechts.
Befinden sich die Schwingungsrichtungen von Polarisator und Analysator in einer
vorbestimmten Lage zueinander, z. B. in gekreuzter oder in paralleler Stellung,
dann tritt zwar durch das dazwischengeschaltete Element 2 im Fall der Auslöschstellung
von. Polarisator und Analysator eine Aufhellung des gesamten Gesichtsfeldes, im
Fall der Parallelstellung eine Verdunklung desselben ein, doch sind in beiden Fällen
die Felder 4 und 5 einander gleich hell bzw. gleich dunkel. Für den Fäll jedoch,
daß die Lage der Schwingungsrichtungen von Analysator und Polarisator aus den vorbestimmten
Lagen abweichen, also im angeführten Beispiel nicht gekreuzt bz.w. nicht parallel
miteinander sind, erscheinen die GesichtsfeIdhälften 4 und 5 ungleich hell.
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Nach einem zweiten Ausführungsbeispiel, das in Abb. 3 veranschaulicht
isst, dreht das mit L bezeichnete Feld die Ebene des polarisierten Lichtes nach
links und das mit R bezeichnete Feld nach rechts. Wie aus der Abbildung weiter ersichtlich
ist, ist bei diesem Beispiel eine weitere Unterteilung des Gesichtsfeldes vorgenommen,
und zwar drehen nur ,die Felder 6 und 7 um den Winkel a, während die gestrichelt
gezeichneten Felder 8 und g entweder um, einen größeren bzw. kleineren Winkelbetrag
drehen, oder diese Felder sind mit Licht.schwächungsmitteln, z. B. mit Graufiltern
bestimmter und einander gleicher Dichte, kombiniert.
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In der Annahme, daß bei diesem Ausführungsbeispiel die vorbestimmte
Lage der Schwingungsrichtungen von Polarisator und Analysator die Auslöschstellung
ist und diese Lage nicht vom Sollwert abweicht, sind die Felder 6 und 7 unter sich
gleich hell und ebenso die Felder 8 und g. Feld 8 ist dagegen, verglichen mit dem
Feld 6 oder 7, dunkler bzw. heller als diese, je nachdem ob mit dem Feld 8 Graufilter
oder drehende Plättchen kombinliert sind. Trifft dies dagegen nicht zu, sondern
sind z. B. die Felder 7 und 8 einander gleich hell, dann Weicht die Lage der Schwingungsrichtungen
von ihrem Sollwert um einem bestimmten Betrag ab, der sich aus dem Drehwinkel -des
entsprechenden Feldes oder aus dem Drehwinkel und der Dichte des Graufilters ergibt.
Diese Einstellung könnte etwa der Toleranz der Abweichung der Schwingungsrichtungen
von ihrer Sollage nach einer Seite entsprechen. Im ,angegebenen Beispiel sind die
Felder 6 und g wesentlich in der Helligkeit voneinander verschieden. Weicht dagegen:
die Schwingungsrichtung vom Sollwert um den gleichen Betrag nach der anderen Richtung
ab, so werden die Felder 6 und g gleich hell, während 7 und 8 gegeneinander verschieden
hell erscheinen.
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In, einem -dritten Ausführungsbeispiel (Abb.4) ist die mit L bezeichnete
Gesichtsfeld'hälfte des drehenden Elementes .mit untereinander abgestuften Graufiltern
ro .bis 14 versehen, während die obere Hälfte vom Feld L und Feld
R die Schwingungsrichtung des linear polarisierten Lichtes wieder um gleiche
und entgegengesetzte Winkelwerte dreht. Auch in- diesem Falle könnten die Graufilter
1o bis 14 ersetzt werden durch die die Schwingungsrichtung drehenden Plättchen verschiedenen
Drehvermögens.
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Ein anderer Lösungsweg der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe,
die Abweichung der Lage der Schwingungsrichtungen einander zugeordneter Polarisatoreri
von einem Sollwert mit Hilfe von die Schwingungsebene drehenden Mitteln zu 'bestimmen,
besteht darin, im Gesichtsfeld ein oder mehrere keilförmig ausgebildete drehende
Mittel anzuordnen, wie es in der Abb. 5 z. B. bei nur einem Keil veranschaulicht
ist. In dieser Albbildung stellt 1s einen Keil dar, der mit einer zum Keil gegenläufig
drehenden Planplatte 16 kombiniert ist, die den Zweck hat, die resultierende Gesamtdrehung
Null in die Mitte oder an eine andere günstige Stelle des Gesichtsfeldes zu verlegen.
Beide Elemente 1s und i6 besitzen die Eigenschaft, die Ebene des linear polarisierten
Lichtes zu drehen, und zwar in einander entgegengesetztem Sinne.
Es
wird bei diesem Beispiel wiederum von der Voraussetzung ausgegangen, daß die einander
zugeordneten Pol,#arisatoren sich in Auslöschstellung befinden. Für diesen Fall
ist die Dicke der drehenden Elemente und ihre Zuordnung so gewählt, daß ihr Drehvermögen
in der Mitte des Gesichtsfeldes den Wert Null hat. Diese Stelle des Gesichtsfeldes
ist durch eine Mittellinie 17 gekennzeichnet. Wenn Polarisator und Analysator zueinander
gekreuzt sind, erscheint im Gesichtsfeld eine Dunkelstelle 18, die mit der Mittellinie
17 zusammenfällt. Weicht die Lage der Schwingungsrichtungen von der gekreuzten Stellung
ab, so ist die Dunkelstelle i8 nach links oder nach rechts von der Mittellinie verschoben.
Diese Verschiebung ist ein Maß für die Abweichung der Lage der Schwingungsrichtungen
von ihrem Sollwert und kann an einer gleichzeitig im Gesichtsfeld befindlichen Skala
ig abgelesen. werden,. Ebensogut könnte die Ableseeinrichtung so ausgebildet sein,
daß durch Verschiebung des Keiles 15 allein bzw. .des Keiles zusammen mit der Planplatte
16 die Dunkelstelle nach der Mitte so weit verschoben wird, bis sie mit der Mittellinie
zur Deckung kommt. Die mechanische Vorrichtung zum Verschieben des Keiles wäre dann
in an, sich bekannter Weise mit einer A@bleseeinrichtung zu verbinden.
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Die Ausgestaltung der rein mechanischen oder auch optischen Ableseeinrichtung
soll sich im Rahmen dieser Erfindung bewegenderen grundsätzlicher Gedanke in der
Anwendung von Mitteln gesehen wird, die die Schwingungsrichtung linear polarisierten
Lichtes drehen zum Zwecke der Einstellung und/oder Ermittlung der Lage der Schwingungsrichtung
einander zugeordneter Polarisatoren.
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Die Sollage der Schwingungsrichtungen könnte auch eine andere sein
als 9o°, z. B. q.5°. Um diese Einstellung vorzunehmen bzw. um die Abweichung von
dieser Einstellung zu messen, kann man grundsätzlich die in der Abb. 5 beschriebene
Anordnung benutzen. Für den Fall, daß die Sollage der Schwingungsrichtungen o° ist,
d. h. also, daß Polarisator und Analysator parallel stehen, kann die in der Abb.
5 dargestellte Planpliatte 16 bei entsprechender Ausbildung des Keiles 15 weggelassen
werden.
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Nach der Erfindung können im Gesichtsfeld auch zwei Keile mit wachsendem
Drehvermögen und zweckmäßig entgegen@gesetzem Drehsinn angeordnet sein. Die Keile
mit wachsendem Drehvermögen können auch als Stufenkeile ausgebildet sein, wobei
der gestellten Aufgabe entsprechend der Stufenanstieg von Fall zu Fall verschieden
groß zu wählen ist. Es liegt ferner im Sinne der Erfindung, daß auch in den Fällen,
wo drehende Stufenkeile oder verlaufende Keile verwendet werden, im Gesichtsfeld
zusätzlich Graufilter oder Graukeile vorgesehen sind. Ebenso können Farbfilter im
Gesichtsfeld eingeschaltet sein, die beispielsweise zur Erhöhung der Meßgenauigkeit
beitragen oder dann anzuwenden sind, wenn die Einstellung und/oder die Prüfung der
Lage der Schwingungsrichtung einander zugeordneter Polärisatoren in einem bestimmten
Spektralgebiet vorgenommen werden soll. Ein auf dem vorstehenden Erfindungsgedanken
aufgebautes Prüf- und Meßgerät 'kann in an sich bekannter Weise mit einem Fernrohr
oder mit einer Fernrohrlupe kombiniert sein.