WO2021175910A1 - Optical component comprising a hybrid prism - Google Patents

Optical component comprising a hybrid prism Download PDF

Info

Publication number
WO2021175910A1
WO2021175910A1 PCT/EP2021/055304 EP2021055304W WO2021175910A1 WO 2021175910 A1 WO2021175910 A1 WO 2021175910A1 EP 2021055304 W EP2021055304 W EP 2021055304W WO 2021175910 A1 WO2021175910 A1 WO 2021175910A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
prism
hybrid
rays
designed
optical axis
Prior art date
Application number
PCT/EP2021/055304
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Friedrich Grimm
Original Assignee
Friedrich Grimm
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Friedrich Grimm filed Critical Friedrich Grimm
Publication of WO2021175910A1 publication Critical patent/WO2021175910A1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00Simple or compound lenses
    • G02B3/02Simple or compound lenses with non-spherical faces
    • G02B3/08Simple or compound lenses with non-spherical faces with discontinuous faces, e.g. Fresnel lens
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/14Eye parts, e.g. lenses, corneal implants; Implanting instruments specially adapted therefor; Artificial eyes
    • A61F2/16Intraocular lenses
    • A61F2/1613Intraocular lenses having special lens configurations, e.g. multipart lenses; having particular optical properties, e.g. pseudo-accommodative lenses, lenses having aberration corrections, diffractive lenses, lenses for variably absorbing electromagnetic radiation, lenses having variable focus
    • A61F2/1648Multipart lenses
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G01S7/4811Constructional features, e.g. arrangements of optical elements common to transmitter and receiver
    • G01S7/4812Constructional features, e.g. arrangements of optical elements common to transmitter and receiver transmitted and received beams following a coaxial path
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G01S7/4814Constructional features, e.g. arrangements of optical elements of transmitters alone
    • G01S7/4815Constructional features, e.g. arrangements of optical elements of transmitters alone using multiple transmitters
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0004Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed
    • G02B19/0028Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed refractive and reflective surfaces, e.g. non-imaging catadioptric systems
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21KTECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
    • G21K1/00Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating
    • G21K1/06Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating using diffraction, refraction or reflection, e.g. monochromators
    • G21K1/067Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating using diffraction, refraction or reflection, e.g. monochromators using surface reflection, e.g. grazing incidence mirrors, gratings
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/14Eye parts, e.g. lenses, corneal implants; Implanting instruments specially adapted therefor; Artificial eyes
    • A61F2/16Intraocular lenses
    • A61F2002/1681Intraocular lenses having supporting structure for lens, e.g. haptics
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00Simple or compound lenses
    • G02B2003/0093Simple or compound lenses characterised by the shape
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21KTECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
    • G21K2201/00Arrangements for handling radiation or particles
    • G21K2201/06Arrangements for handling radiation or particles using diffractive, refractive or reflecting elements
    • G21K2201/067Construction details

Definitions

  • the invention relates to an optical component which combines the properties of a lens with the properties of a reflection prism and is referred to below as a hybrid prism.
  • a prism consists of a base and a top surface as well as a basically unlimited number of side surfaces that connect the base and top surface with one another, so that, for example, a glass cylinder that is optically denser with respect to the surrounding matter can also be referred to as a prism.
  • a reflection prism is used to change the direction of light at two opposing totally reflective boundary surfaces, while a lens has two rotationally symmetrical refractive surfaces, at least one of which is designed so that parallel incident light rays cross at a focal point.
  • the hybrid prism for optical systems with different spectral ranges consists of a rotationally symmetrical body similar to a rotational rhomboid, which is denser than the surrounding matter and has at least one glass body for light with a wavelength of 780 nm to 380 nm and for X-rays with a wavelength of 1 nm to 30 pm a vacuum within an enveloping body that surrounds it on all sides.
  • the rotationally symmetrical body determines the beam path within an optical system over its length in such a way that the beams emanating from an object in a linked beam path enable the object to be depicted on an image surface, whereby they are shown at a front boundary surface in enter the rotationally symmetrical body and pass through an even number of total reflections at two inner boundary surfaces, each of which has an angle of inclination to the optical axis, and exit the rotationally symmetrical body again at a rear boundary surface.
  • At least one of the four boundary surfaces of the rotationally symmetrical body has a generating curve with a continuously changing tangent angle in a longitudinal section.
  • the hybrid prism is designed either as a collecting prism or as a diverging prism or as a condenser prism.
  • the optical system is designed in particular as a human eye with a hybrid intraocular prism or as a lidar system with a headlight or as a projector and generally as an objective for a camera, a telescope or a microscope.
  • the optical system is used as a medical X-ray device and in particular as a tomograph or as a X-ray microscope with a spatial resolution of less than or equal to 20 nm or designed as a terrestrial or satellite-based X-ray telescope.
  • the optical system can be designed for a Petawatt high-energy laser and for X-rays as a fusion reactor, in which a plurality of hybrid prisms are placed on a target are directed at the center of a fusion reactor vessel.
  • Galileo Galilei built a telescope in 1609, the optical system of which consists of a converging lens and a diverging lens, in order to recognize that the sun is not orbiting the earth, but rather the sun is the center of our planetary system.
  • Johannes Kepler combined two converging lenses for his telescope in 1611 in order to observe the orbits of the planets.
  • Antoni van Leeuwenhoek is considered a pioneer of microscopy and built more than 300 microscopes from 1658.
  • Spherical and chromatic aberrations can now be corrected by systems made of several lenses of different types of glass, spherical aberrations by aspherical lenses or gradient lenses.
  • Artificial intraocular lenses are designed to correct ametropia in the human eye. In the case of end-stage macular degeneration, this has hardly been possible so far.
  • macular degeneration AMD is the most common cause of severe visual impairment and affects 20% of the 65 to 74 year olds and 35% of the 75 to 84 year olds. End-stage AMD affects around 5% of 75 to 84 year olds.
  • Lidar is the English abbreviation for (light detection and ranging) and, like the term Ladar (laser detection and ranging), stands for a method related to radar in which laser beams are not used for detection and distance measurement, as is the case with radar used by objects. This technology plays a key role in the announced autonomous movement of vehicles, which is already taking place with restrictions.
  • a lidar system which is also used as a dipped beam headlamp, is a desirable option for vehicle occupants, whether they are being driven or driving themselves. It has been known for more than 100 years that X-rays, unlike visible light, can penetrate substances such as skin, tissue, fascia, muscles, tendons, ligaments and bones. From the vacuum tube used by Conrad Röntgen and the associated simple projection method, the X-ray devices that are still used today quickly developed as versatile medical diagnostic instruments that create an image on an exposed film by simple projection.
  • a monochromatic X-ray beam with a diameter of approximately 1 mm and which is coupled out from a synchrotron can be focused by means of a large number of lenses in order to generate an image of an object being irradiated.
  • the disadvantage of this is the fact that very much Many such lenses have to be arranged one behind the other on an optical axis in order to achieve the desired focusing.
  • mirrors made of multiple layers for the grazing incidence of radiation, X-ray grids and X-ray lenses are available for X-ray analysis processes in order to achieve a high spatial resolution in X-ray analysis, which was not possible with the previously known X-ray diagnostics as a simple projection of the divergent X-rays onto a screen.
  • the current state of the art always requires two optical systems to first condense the monochromatized X-ray radiation, then to X-ray an object and then to generate an image on an image surface using an X-ray objective and a detector.
  • the x-rays are condensed by means of a zone plate and a pinhole, the zero-order x-rays are masked out by a radiopaque diaphragm, so that only an incomplete image of the object can be generated by means of a hollow cone-shaped divergent beam.
  • a condenser optic For focusing a monochromatic parallel beam, a condenser optic is provided, which is formed, for example, by a refocusing mirror or a zone plate condenser and first concentrates the parallel beam on a focus of the condenser, in order to then introduce a divergent beam into a capillary optic, which is formed, for example, by a paraboloid of revolution will. Since the paraboloid of revolution cannot reflect the central rays of a divergent or parallel bundle of rays, this defect is transmitted via the X-ray lens to the CCD sensor of a camera.
  • X-ray microscopy is associated with the difficulty of having to arrange the object to be examined in the focal point or in the immediate vicinity of the focal point or to choose an offset solution in order to be able to record an image on the image surface of the detector.
  • X-ray microscopy is subject to a number of methodological constraints that severely limit the arrangement of the components of the optical system and the size and arrangement of the object to be examined.
  • Another possible application for the hybrid prism according to the invention is nuclear fusion. In order to be able to realize nuclear fusion, the so-called Coulomb force must first be overcome, with which positively charged atomic nuclei repel each other.
  • a so-called tocomak is designed to guide electrons and protons along the magnetic field lines of a magnetic field on helical paths. This requires strong magnetic coils in a radial and concentric arrangement around a toroidal fusion container.
  • the so-called inertial confinement a target in the center of a spherical reaction container is bombarded with laser or particle radiation, so that the fusion temperature is reached very quickly and numerous fusion reactions have already taken place before there is enough time and space for the expansion of the plasma was standing.
  • the problem with smaller Tokomak-type fusion reactors is the very short energy containment time, since the plasma cools down faster than expected.
  • the internal turbulence of the plasma is responsible for the cooling, which, comparable to the regularly occurring solar flares, transports large amounts of energy from the hot core of the sun to the surface.
  • WO 94/11765 reveals a bifocal converging lens in which at least one of the two surfaces is diffractive.
  • An intraocular lens emerges from WO 2007/092949 A1 which has refractive boundary surfaces in the edge area and diffractive boundary surfaces in the middle.
  • US 6536899 B1 discloses a multifocal lens which is divided into a plurality of ring-shaped zones, with only every second zone being refractive. From US 7381 221 B2 a multizonally constructed, monofocal intraocular lens emerges.
  • an intraocular lens emerges which has at least two diffractive surfaces and which can be constructed from more than one glass body.
  • DE 3626869 A1 discloses an intraocular lens with a frame module formed by the haptic and an exchangeable optics module.
  • US 2013/0235980 A1 from the description of FIGS. 1, 2, 5 and 7, reveals a device in which X-ray radiation emanating from a point light source is reflected multiple times at grazing incidence on several mutually parallel and reflecting curved surfaces in order to collimate or to get focused.
  • DE 102012220465 A1 an EUV collector emerges from the description, which partially focuses EUV radiation from an EUV radiation source into a focal point by multiple reflections on rotationally symmetrical, curved mirror shells in grazing incidence.
  • DE 102005056404 B4 discloses an X-ray microscope with a condenser-monochromator arrangement for high spectral resolution.
  • the X-ray microscope has capillary optics with an annular aperture which has a spatially fixed focus spot at a distance of a few millimeters behind the capillary optics, the object to be examined being arranged in the immediate vicinity of the focus spot.
  • the ring-shaped capillary optics explained in this publication it is not possible to receive a complete image of the irradiated object with a CCD sensor in the image plane, since the linked beam path has a central gap.
  • US 2004/0125442 A1 discloses a phase contrast x-ray microscope whose condenser has Wolter optics and whose x-ray objective is formed by a zone plate.
  • DE 44 32 811 A1 discloses an X-ray microscope with an annular condenser mirror in which the irradiated object is directly in the focus of the X-ray radiation.
  • DE 102017 011 352 B4 discloses a camera module unit for digital recordings that is inherently rigid and enables recordings with infinite depth of field in real time.
  • a prism is also suitable for focusing X-rays, as shown below.
  • the object of the invention is to provide a new optical component for different spectral ranges of electromagnetic waves that combines the properties of a lens with the properties of a reflection prism and is referred to as a hybrid prism within the scope of the invention.
  • the object of the invention is to provide a hybrid prism which precisely concentrates light rays in a glass body and X-rays in a vacuum onto a focus, so that the hybrid prism as an objective in an optical system enables an object to be imaged.
  • Another object of the invention is to design a hybrid prism either as a collecting prism or as a diverging prism or as a condenser prism or as an intraocular prism, so that the concatenated beam path with an even number of total reflections can be used for different optical systems and tasks that are imposed in the In the area of visible light, for example, a human eye with an intraocular prism or a lidar system as a headlight and generally an objective for a camera, a telescope or a microscope, and in the area of X-rays a medical X-ray device or an X-ray microscope or an X-ray telescope. Further objects and advantageous properties of the invention emerge from the subclaims.
  • the invention preferably at least partially solves the following objects:
  • an optical component for an optical system which optical component has at least one hybrid prism, which hybrid prism has an optical axis, combines the properties of a lens with the properties of a reflection prism and is designed to be rotationally symmetrical, which hybrid prism is provided, which hybrid prism has interfaces to the surrounding matter, at which interfaces the optical density changes, which interfaces comprise a front interface, a rear interface and two inner interfaces, which two inner interfaces are each arranged at an angle of inclination to the optical axis, and which hybrid prism to it is designed to determine the beam path over a length in such a way that the beams emanating from an object enter the hybrid prism at least partially at the front boundary surface and an even number of total refles at the two inner boundary surfaces pass through exions and exit the rotationally symmetrical body at a rear boundary surface, at least one of the boundary surfaces having a generating curve with a changing tangent angle in a longitudinal section and the hybrid prism being designed as a collecting prism or as a
  • the optical component is designed to concentrate a parallel beam onto a focal point.
  • the hybrid prism is designed as a body, preferably as a glass body.
  • the optical component has an enveloping body, which enveloping body surrounds the hybrid prism on all sides, the hybrid prism being designed as a cavity. This is particularly advantageous for optically influencing X-rays.
  • the cavity has a vacuum.
  • the optical component is designed for at least one of the optical systems from the system group consisting of
  • the two inner interfaces are designed to be totally reflective for light or for X-rays.
  • the optical component has a hybrid prism or a plurality of hybrid prisms arranged coaxially and concentrically to the optical axis, which among one another form an arrangement in which the front and rear interfaces are refractive, or diffractive, or refractive and diffractive , which inner interfaces at least in a longitudinal section of their length have a constant angle of inclination with respect to the optical axis, at least one of the interfaces at least in a longitudinal section of the length having at least one generating curve with a continuously changing tangent angle and with an associated focus and the generating curve as an arc of a circle or one is determined as a polynomial curve of the second to fifth degree or as a free-form curve.
  • the hybrid prism is designed as a body, and the hybrid prism enables two-fold total reflection or four-fold total reflection at the inner boundary surfaces, the hybrid prism
  • the body being biconvex, plano-convex, concave-convex, plano-concave, biconcave or convex-concave with respect to the front and rear boundary surface of the rotationally symmetrical body or is formed with a diffractive structure.
  • the hybrid prism is
  • the inner interfaces of a plurality of bodies of an arrangement arranged concentrically and coaxially to the optical axis each having different angles of inclination and the plano-concave hybrid collecting prism or the plano-convex hybrid diverging prism are designed for the lens of a camera, a telescope or a microscope or for a headlight.
  • the hybrid prism as an intraocular prism for a human eye has at least two ring-shaped glass bodies arranged concentrically and coaxially to the optical axis, which form an arrangement with front and rear interfaces and with inner interfaces and the generating curves of the interfaces either as a coherent curve or as a Fresnel structure each with a focus on the optical axis and the inner interfaces rise parallel to each other with a uniform angle of inclination with respect to the optical axis, so that one of the inner interfaces of a central glass body to another of the inner interfaces of the next larger ring-shaped glass body adjoins, which hybrid prism can be positioned within an eye in such a way that the focus of the hybrid intraocular prism is just so far removed from the retina within the eye that a circular gap is created on the image surface formed by the retina, which corresponds to the diameter of the macula and the rays of the beam path, bypassing the macula, form a complete image on the project the healthy
  • the hybrid prism has a vacuum that is delimited by four interfaces to form a cladding body in such a way that one of the inner interfaces has a composite generating curve for a spindle arranged concentrically and coaxially to the optical axis, which generating curve is straight Longitudinal sections with an inclination angle with respect to the optical axis as well as a hyperbola or a parabola in at least one longitudinal section of the length of the hybrid prism, and that one of the inner boundary surfaces of the hybrid prism has a composite generating curve for a sleeve arranged concentrically and coaxially to the spindle at a radial distance which generating curve has straight longitudinal sections with an angle of inclination with respect to the optical axis and a parabola or ellipse in at least one longitudinal section of the length, and that the front boundary surface and the rear boundary surface of the hybrid prism each connect to refractive or diffractive or refractive and diffractive
  • the hybrid prism is optically denser within the boundary surfaces, at least for a predetermined wavelength range, than outside the boundary surfaces.
  • the hybrid prism preferably has one similar to a rotary rhomboid rotationally symmetrical body on which a generating curve with an alternating tangent angle is formed at least in one longitudinal section. It has a glass body for light and for laser light in the wavelength range from 1400 nm to 380 nm, which is optically denser than the surrounding matter and has a refractive index> 1. X-rays that penetrate matter with a wavelength of 1 nm to 30 pm are subject to a phase shift and are partially absorbed, so that the actual proportion of the refractive index is ⁇ 1. The vacuum is therefore optically denser for the X-rays than the surrounding matter.
  • the rotationally symmetrical body with four boundary surfaces is delimited on all sides by an optically thinner enveloping body.
  • the four interfaces between the rotationally symmetrical body and the optically thinner matter determine the beam path in such a way that the beams emanating from an object in a linked beam path enable the object to be depicted on an image surface.
  • the hybrid prism is either designed as a single rotationally symmetrical body or consists of a plurality of annular rotationally symmetrical bodies which are arranged coaxially and concentrically to the optical axis and which are connected to one another to form an array.
  • the front and rear boundary surfaces of the rotationally symmetrical body are refractive and / or diffractive, while the totally reflective inner boundary surfaces have an angle of inclination with respect to the optical axis.
  • At least one of the four boundary surfaces has a generating curve with a continuously changing tangent angle for the focus of the rotationally symmetrical body in at least one longitudinal section of its length.
  • the generating curve is designed as an arc of a circle or as a polynomial curve of the second to fifth degree or as a free-form curve.
  • Optical systems that are designed for visible light with a wavelength of 780 nm to 380 nm have the sun or an LED arrangement as the radiation source, while a lidar system has a laser whose radiation source is in a wavelength range from 1400 nm to 400 nm and extends into the invisible infrared range.
  • Either an X-ray tube or a synchrotron with an undulator is used as the radiation source for X-rays with a wavelength of 1 nm to 30 pm.
  • Lasers that generate ultraviolet radiation can generally also be used as radiation sources.
  • the rotationally symmetrical body is designed as a glass body for light and for laser light.
  • the beams of the linked beam path are deflected at the four interfaces of the glass body in such a way that a gap is created which forms an installation space within the beam path and creates an annular image surface with an inner diameter.
  • this gap in the concatenated beam path is closed by a fourfold total reflection at the inner boundary surfaces of the glass body, so that the formation of a circular or rectangular image area is made possible.
  • the front and rear sides of the glass body are either biconvex, plano-convex, concavo-convex, biconcave, plano-concave or convex-concave, the boundary surfaces of the glass body allowing a correction of the chromatic aberration and the coaxial and concentric to the optical axis arranged ring-shaped glass body of an array among each other have an interspace which is provided for receiving an optically thinner UV adhesive cement.
  • a plano-concave collecting prism with a glass body converges a parallel beam bundle solely by total reflection at a generating convex curve of the inner, the optical axis facing away from the boundary surface of the rotational rhomboid, whereby the rear boundary surface of the glass body is concave and has a parabola as generating curve.
  • a plano-convex diverging prism diverges a parallel beam bundle solely through total reflection at a generating concave curve of the inner, the optical axis facing away from the boundary surface of the rotational rhomboid, whereby the rear boundary surface of the vitreous is convex and has a parabola as a generating curve.
  • the totally reflective inner boundary surfaces of the glass bodies of an array each have different angles of inclination, so that a chromatic aberration of the rays of the concatenated beam path is excluded both in the hybrid collecting prism and in the hybrid diverging prism and such hybrid prisms in a special way for the lens of a camera, a Telescope or a microscope and with the opposite beam path are suitable for a headlight.
  • the front and rear interfaces preferably have a diffractive structure for diffraction of the Light.
  • the inner interfaces preferably have a dichromatic or polychromatic coating to correct the chromatic aberration.
  • the hybrid intraocular prism The hybrid intraocular prism
  • the optical system relates to a human eye with a hybrid intraocular prism which consists of at least two ring-shaped glass bodies arranged concentrically and coaxially with respect to the optical axis.
  • the intraocular prism can restore vision.
  • Two or more glass bodies form an array with one another, in which the inner totally reflective boundary surfaces rise at a uniform angle of inclination with respect to the optical axis and are each aligned parallel to one another, the totally reflective boundary surface of a central glass body adjoining the totally reflective boundary surface of the next larger ring-shaped glass body and the
  • the rear focus of the hybrid intraocular prism within the eye is just far enough away from the retina that a circular gap is created on the image area formed by the retina, which corresponds to the diameter of the macula, so that the rays of the interlinked beam path bypassing the macula on the inside of the eye project a complete image onto the healthy retina surrounding the macula.
  • the optical system is designed as a lidar system with a transmitter unit and a receiver unit.
  • the transmission unit consists of a radiation source for a laser with pulsed light and a filter element for the production of white light as well as a hybrid collecting prism with a glass body, which is designed as a headlamp, the parallel beam of the laser beam with a diameter of 1.5 mm to 6 mm to transform into a convergent bundle of rays and to concentrate on a focus within the glass body for the headlight so that the lidar light can illuminate the area in front of a vehicle as a divergent bundle of rays with an opening angle of 20-30 degrees.
  • the receiver unit consists of a camera, the objective of which has an array of a plurality of annular, rotationally symmetrical bodies arranged concentrically and coaxially with the hybrid collecting prism of the transmitter unit and is designed to capture the rays of the reflected from an object To project pulsed light via the focus of the lens onto a ring-shaped lidar sensor, so that the lidar system can detect and recognize objects in front of a vehicle in real time and at the same time serve the vehicle occupants as low beam and can be installed in the headlight housing of a vehicle.
  • the area in front of the vehicle is illuminated in a targeted manner by means of a plurality of headlights for pulsed laser light, with individual headlights being switched off in oncoming traffic in order to avoid glare.
  • Each of the headlights has an optical axis for the laser, for a filter element and for the glass body of a hybrid collecting prism that distributes the laser beam in a targeted manner.
  • the receiver unit for the light reflected from the surroundings and from the objects consists of a rigid camera with a lidar sensor, the lens of which is surrounded by the laser headlights.
  • the reflected light beams can be captured by the camera with an image angle of up to 72 degrees and directed as a parallel beam onto the camera's CCD sensor.
  • a rotationally symmetrical body for X-rays in the wavelength range of 0.1-5 nm has a vacuum that has four interfaces to an optically thinner, two-part envelope body, which is composed of a spindle arranged concentrically and coaxially to the optical axis and one with a radial distance to the spindle arranged sleeve is formed.
  • the rotationally symmetrical body has a composite generating curve for the spindle which is arranged concentrically and coaxially to the optical axis.
  • the generating curve of the spindle consists of straight longitudinal sections each with a constant angle of inclination with respect to the optical axis and in at least one longitudinal section of the length of a hyperbola or parabola.
  • the generating curve for the sleeve of the enveloping body also consists of straight longitudinal sections with a constant angle of inclination with respect to the optical axis and in at least one longitudinal section of the length of a parabola or an ellipse.
  • the front and rear boundary surfaces of the rotationally symmetrical body are each formed by a refractive and / or diffractive surface of a correction lens, so that the X-rays are deflected away from the optical axis at the front correction lens and towards the optical axis at the rear correction lens and towards the both of the spindle and
  • the boundary surfaces of the rotationally symmetrical body formed by the sleeve are each totally reflected four times.
  • the condenser and the imaging optics of an X-ray microscope in an objective formed by a hybrid collecting prism, and X-rays, which are coupled out as a brilliant, monochromatic parallel beam bundle from a synchrotron with an undulator, exactly to a focal point less than or equal to 0, 1mm to focus.
  • the hybrid condenser prism is provided as an objective to focus the X-rays on a focal point less than or equal to 0.1 mm and, by means of a CCD sensor, on the image surface of the X-ray microscope to produce a microscopic image of an illuminated object.
  • the correction lenses at the front and rear ends of a hybrid prism considerably improve the image quality by limiting possible angular tangent errors in connection with the grazing incidence of the X-ray radiation on the spindle and sleeve of the enveloping body.
  • the spindle of the enveloping body is held in the sleeve either without contact or by means of connecting webs.
  • the use of a hybrid prism as an objective for X-rays opens up new imaging methods for X-ray analysis, which can use the entire cross-section of a parallel beam or the entire beam cone of a divergent beam to penetrate an object and thus also to record a complete image of the object .
  • the application spectrum of the new imaging method for X-ray analysis ranges from structural biology to boundary and surface physics to atomic and molecular physics.
  • the radiation source is formed by an X-ray tube with a point-shaped radiation source that emits a divergent beam with a usable aperture angle less than or equal to 10 degrees as hard X-ray radiation in the range from 25 keV to 125 keV.
  • An objective for the X-ray radiation is arranged within the X-ray tube, which lens is designed as a hybrid condenser prism, the front focus of which is arranged congruently with the radiation source of the X-ray tube assumed to be punctiform.
  • the condenser prism is designed to homogenize the X-ray radiation by means of the front correction lens and to concentrate at the boundary surfaces of the rotationally symmetrical body in a chained beam path with fourfold total reflection on a rear focus of the rear correction lens. Then an object formed by a body or body part is x-rayed.
  • the X-ray device can be designed, for example, as a tomograph that rotates around the object, so that sharp slice images of the object can be received on a cylindrical image surface by means of a cell detector.
  • the optical system has a hybrid collecting prism and is designed to use the monochromatic parallel beam bundle with a beam diameter of 1.0 mm to 10 mm, coupled out at a synchrotron with an undulator, as hard X-ray radiation in the range from 10 keV to 125 keV of an objective, which is formed by the hybrid collecting prism, to concentrate on a focus of the rotationally symmetrical body assigned to the rear boundary surface.
  • a divergent bundle of rays is then projected onto an image surface in order to obtain a microscopic image of the object through which the parallel bundle of x-rays irradiated by means of a CCD sensor of a CCD camera.
  • the optical system of the X-ray microscope can have a hybrid condenser prism.
  • the condenser prism combines the function of a condenser and an imaging lens, whereby first the divergent bundle of X-rays emitted by a synchrotron in the range from 10 keV to 125 keV is concentrated on a focus of the rotationally symmetrical body assigned to the rear interface, and then on an image area to obtain a microscopic image of the object through which the divergent bundle of rays of the X-ray radiation irradiated by means of the CCD sensor of a CCD camera.
  • the hybrid collecting prism has a diameter of at least 1 m and is designed to use a CCD camera to image X-rays in the range from 0.1 keV to 2.0 keV, which are emitted by known and unknown radiation sources .
  • the totally reflective boundary surfaces of the hybrid collecting prism are formed by a spindle arranged coaxially and concentrically to the optical axis and by one of the spindle Formed in a radial distance concentrically surrounding sleeve, which define the vacuum with inner interfaces.
  • the spindle and the sleeve each have a generating curve for the rotationally symmetrical body in a longitudinal section of their length.
  • the X-ray radiation is totally reflected four times in a linked beam path and concentrated on a rear focus, so that an image of the radiation source can then be recorded on the image surface of the optical system using the CCD sensor of a CCD camera.
  • X-ray radiation is injected into the plasma from the outside to the inside by means of a plurality of hybrid prisms.
  • the externally supplied X-ray radiation also experiences a phase shift in the plasma, so that resonance effects within the relativistic particle movement can cause a temperature increase in the plasma to reduce the energy confinement time e.g. B. can be increased significantly in a Tokomak reactor, so that a fusion reaction with a positive energy balance appears possible even with smaller reactor vessels.
  • the optical system consists of a plurality of hybrid condenser prisms which are designed with a short focal length.
  • the focal point is arranged immediately behind the rear boundary surface, so that a divergent bundle of rays is formed after the focal point and an arrangement of a plurality of such condenser prisms is designed to inject x-rays as divergent bundles of rays into the plasma inside the fusion reactor in order to create an interaction to induce with the particles of the plasma.
  • the fusion reactor itself can be designed for inertial fusion or as a Tokomak reactor for electromagnetically induced fusion.
  • the already mentioned resonance effects from the interaction between internal particle movements and particle movements additionally excited by means of the X-ray radiation are suitable for extending the energy confinement time.
  • a plurality of hybrid condenser prisms for high-energy X-rays in the range of e.g. 20 keV each are arranged on the outer shell of a pressure vessel and have a common focal point in the middle of a hydrogen capsule.
  • the collision of the X-rays creates a plasma in which the nuclei of the heavy isotopes of hydrogen, deuterium and tritium, are fused to the chemical element flelium, so that a shock wave emanating from the common focus of the condenser prisms in the center of the hydrogen capsule propagates from the inside to the outside.
  • the fluid dynamic expansion of the plasma is slower than the fusion of the nuclei themselves, so that the fusion can last for a few seconds and therefore generates an excess of energy.
  • the optical system has a concentric radial arrangement of several condenser prisms for a Petawatt laser.
  • a high-energy laser called "Phelix laser” is designed to generate plasma states of matter.
  • the laser works with high-intensity ultraviolet radiation outside of the light that can be perceived by the human eye. Therefore, within the scope of the invention, a hybrid prism for such a laser is proposed.
  • the hybrid prism is designed as a condenser prism and has an enveloping body with four interfaces to optically denser matter.
  • the enveloping body is formed by an inner spindle that is concentric to the optical axis and by a surrounding sleeve, which between one another enclose an evacuated cavity in the form of a rotational rhomboid.
  • the spindle and the sleeve can each be made from the Schott material Zerudur.
  • the focal point of the hybrid condenser prism is arranged on the outer surface of a hydrogen capsule wrapped in a metal foil for the heavy isotopes deuterium and tritium of hydrogen. By isochronous heating of the metal foil in the area of the focal point, a plasma is formed, which propagates with a shock wave from the outer metal foil into the interior of the hydrogen capsule.
  • the heavy nuclei of the hydrogen are fused, the fluid dynamic expansion of the plasma taking place more slowly than the nuclear fusion itself, so that the fusion process can be sustained for a few seconds in order to gain energy.
  • FIG. 2 shows the intraocular lens according to FIG. 1 in a cross section of the human eye
  • FIG. 3 shows an intraocular lens made of four rotationally symmetrical bodies in a perspective detail view
  • FIG. 5 shows the central rotationally symmetrical body of the intraocular lens according to FIG. 14 in a cross section
  • 10 shows a lidar system for infrared light in a schematic cross section along the optical axis x
  • 11 shows a lidar system as a headlight in a schematic cross section along the optical axis x
  • FIG. 12 shows the lidar system according to FIG. 11 in a perspective detail view
  • FIG. 13 shows the headlight for a lidar system in a cross section along the optical axis x
  • FIG. 14 shows a lidar system with eight headlights according to FIG. 13 in a perspective detail view
  • FIG. 16 shows an objective for X-rays, which is designed as a hybrid condenser prism with diffractive correction lenses, in a cross section along the optical axis x,
  • FIG. 17 shows the hybrid condenser prism for X-rays according to FIG. 16 in a detail perspective
  • FIG. 19 shows the hybrid condenser prism for X-rays with refractive correction lenses according to FIG. 18 in a detail perspective
  • FIG. 20 shows an x-ray device designed as a tomograph with a hybrid condenser prism within an x-ray tube in a schematic cross section; Axis x,
  • FIG. 22 shows an objective for X-ray radiation, which is designed as a hybrid collecting prism with refractive correction lenses, in a cross section along the optical axis x,
  • FIG. 23 shows an X-ray microscope, the objective of which is formed by a hybrid collecting prism according to FIGS. 21-22 and the radiation source of which is formed by a synchrotron, in a schematic perspective,
  • 24 shows an X-ray telescope with a hybrid collecting prism in a perspective detail view
  • 25 shows a hybrid condenser prism with a short focal length, which is designed to inject a divergent bundle of rays into the plasma within the pressure vessel of a fusion reactor, in a schematic cross section.
  • 26 shows a fusion reactor with four hybrid condenser prisms for X-rays which have a common focal point in the center of a spherical pressure vessel in a schematic cross section,
  • FIG. 27 shows an arrangement of a plurality of hybrid condenser prisms on a fusion reactor, the focal points of which for laser beams lie on the surface of a hydrogen capsule in the perspective detail view.
  • the intraocular prime 22 consists of two glass bodies 10, which form an array 101 with one another and each have a rotationally symmetrical body P with a front boundary surface a, two opposing inner boundary surfaces b, c with an angle of inclination a with respect to the optical axis x and with a rear boundary surface d exhibit.
  • the front and rear boundary surfaces a, d of the rotationally symmetrical bodies P are convex and each have a continuously changing tangent angle ⁇ in a longitudinal section f of length e of the hybrid prism 1.
  • the front focus Fa on the optical axis x relates to a virtual biconvex lens, the front side of which forms the front boundary surface a of the hybrid collecting prism 12 and has an arc of a circle as the generating curve y, while the rear focus Fd of the hybrid collecting prism 12 is also on the optical one Axis x lies and has a parabola as the generating curve y.
  • the rays S which, starting from an object Q, strike the intraocular prima 22 as a divergent bundle of rays SD with an opening angle d, are refracted at the front interface a and totally reflected twice at the inner interfaces b, c, and again at the rear interface d to be refracted and concentrated as a convergent beam SK on the focus Fd.
  • the interlinked beam path with the example beams A, B has a gap G, which can be used as an installation space, for example for the sensor of a blood glucose meter and, as shown in FIG so that the degenerate macula 222 can be masked out.
  • the perspective A detail representation of the intraocular prime 22 shows haptics 220 for installation in a human eye.
  • FIG. 2 shows the cross section through a human eye in which the eye lens has been replaced by an artificial intraocular prism 22, which corresponds to the exemplary embodiment shown in FIG.
  • the intraocular prism 22 With the flaptics 220, the intraocular prism 22 is inserted into the capsular bag 221 of the eye.
  • the light L reflected by an object Q strikes the intraocular prism 22 and is refracted in a concatenated beam path at the front boundary surface a and, as shown in FIG to be concentrated on the focus Fd.
  • the focus Fd of the convergent beam SK lies within the eye and is so far away from the retina 223 that the rays S reflected by an object Q, bypassing the degenerated macula 222, produce a complete image of the object Q on one of the retina 223 formed annular image area F with an inner diameter D allow. This ensures that all of the image information of an object Q can be recorded by the receptors of the retina 223 in an object plane.
  • the patient After replacing the eye lens with the hybrid intraocular prism 22 in a cataract operation, the patient will first perceive an image with a central flaw, which however contains all the image information. There is well-founded hope that, after a period of acclimatization, the patient will be able to perceive a complete picture again without any flaws due to a neural adaptation performance of the neural network of the optic nerves and the brain.
  • FIG. 3 shows a hybrid intraocular prism 22 with an array 101 which is formed by a total of four glass bodies 10 arranged concentrically and coaxially with respect to the optical axis x. While the front boundary surfaces a have a coherent spherical curvature, the rear boundary surfaces d are designed with a Fresnel structure z.
  • Hybrid prism 1 is designed as a hybrid collecting prism 12 and focuses the parallel beam SP with the example beams A, B in a concatenated beam path with double total reflection at the inner interfaces b, c of the rotationally symmetrical bodies P formed by glass bodies 10 on a focus Fd.
  • FIG. 4 shows the array 101 formed by four glass bodies 10 for an intraocular prism 22 in a schematic detail perspective.
  • the concatenated beam path has a gap G which, as shown in FIG. 2, enables the rays S of the light L to be projected onto an annular image surface F which is formed by the retina 223 around the macula 222.
  • the inner diameter D of the annular image area F formed by the retina 223 is defined via the distance between the focus Fd and the retina 223.
  • the individual rotationally symmetrical glass bodies 10 can be produced in a 3D printing process with a femto-second laser from transparent plastic in such a way that optically effective interfaces c, b are formed between the individual rotational rhomboids.
  • FIG. 5 shows the central glass body 10 for a hybrid intraocular prism 22 according to FIGS. 1-4, each of which is constructed as an array 101 from at least two individual elements 100.
  • the rotationally symmetrical body P has a front convex boundary surface a, two inner boundary surfaces b, c and a rear convex boundary surface d.
  • the rays S of the light L are refracted as a parallel bundle of rays SP with the example rays A, B at the front boundary surface a and each time totally refracted twice at the inner boundary surfaces b, c.
  • the convex rear boundary surface d of the rotationally symmetrical body P it is possible to bring the individual light colors back together at the focus Fd.
  • the 6 shows a hybrid collecting prism 12 which is formed by a glass body 10 with a central gap G.
  • the glass body 10 designed as a rotationally symmetrical body P has a length e and in a convex longitudinal section f of the inner boundary surface c has a generating curve y formed by a parabola with an associated focus Fc, the concave rear boundary surface d being a parabola as generating curve y Has.
  • the hybrid collecting prism 12 is suitable for different optical systems and can be used, for example, as an objective for a camera, for a telescope or for a microscope. With a radiation source Q at the focal point Fc
  • the hybrid collecting prism 12 with an inverted beam path can be used as a headlight which emits perfectly collimated light L.
  • FIG. 7 shows the hybrid collecting prism 12 according to FIG. 6 as a central glass body 10 of an array 101, which is formed by three further rotationally symmetrical bodies P which surround the central glass body 10 coaxially and concentrically with respect to the optical axis x.
  • the array 101 with a total of four glass bodies 10 has a length e, each of which has a curvature formed by a generating parabolic curve y in a convex longitudinal section f of the inner boundary surface c in order to direct the parallel beam SP with the example beams A, B onto one of the boundary surface c focus assigned focus fc.
  • the boundary surfaces b, c are not arranged parallel to one another, so that joints are created between the individual rotationally symmetrical bodies P which are filled with a UV adhesive cement.
  • the rear boundary surface d is concave so that the example rays A, B of the convergent beam SK traverse the boundary surface d uninterrupted.
  • the hybrid collecting prism 12 is just as suitable for the objective 28 of a camera as, with the reverse beam path, for a headlight with a radiation source Q at the focal point Fc, which emits perfectly collimated light L.
  • FIG. 8 shows a simplified form of the hybrid collecting prism 12 described in FIG. 7, which is formed by five rotationally symmetrical bodies P arranged concentrically and coaxially to the optical axis x.
  • the collecting prism 12 has a length e and, in a convex longitudinal section f of the inner boundary surface c, has a generating convex curve y which is designed as a parabola.
  • the rear boundary surfaces d of the rotationally symmetrical body P have a coherent concave curvature which is formed by a generating parabola.
  • the inner boundary surfaces b, c of a paraboloid of revolution P each have different angles of inclination a with respect to the optical axis and are not arranged parallel to one another, so that open joints are formed between the individual glass bodies 10 of the array 101, which are filled with a UV adhesive cement.
  • the convex longitudinal section f of the inner boundary surface c in each case brings about the concentration on the focus Fc.
  • the parallel beam SP has a gap G which is formed by the central glass body 10.
  • the collecting prism can be used as a concentrator element for a solar collector or with an inverted one Chained beam path can be used as a headlight 29 with a radiation source Q in the focus Fc.
  • the diverging prism 13 shows the array 101 of a hybrid diverging prism 13, which is constructed from three glass bodies 10, in a cross section along the optical axis x.
  • the diverging prism 13 has a length e and has a generating curve y formed by a parabola in a concave longitudinal section f of the inner boundary surface c of each rotationally symmetrical body P.
  • the inner boundary surfaces b, c are not aligned parallel to one another, so that open joints are formed between the individual glass bodies 10, which are filled with a UV adhesive putty.
  • the diverging prism 13 converges the parallel beam SP with the example beams A, B to a divergent beam end bundle SD with an opening angle d and with a virtual focus Fc.
  • the middle glass body 10 has a gap G in the divergent beam SD, which can be used as an installation space.
  • the transmission unit consists of a laser 230 and a hybrid collecting prism 12 which, as a headlight 29, totally reflects the laser beam of infrared light L emitted by the laser 230 four times and concentrates it on a focus Fd, from which the laser beams emerge in a divergent beam Spread SD with an opening angle d.
  • the rays S of the divergent beam SD are reflected on an object Q and can be received by the objective 28 of a CCD camera 280, which is arranged concentrically and coaxially with the headlight 29 of the transmitter unit.
  • the parallel beam SP is refracted twice at the front and rear interfaces a, d of the hybrid converging lens 12, while it is totally reflected twice at the inner interfaces b, c of the rotationally symmetrical body P, so that it is concentrated on a focus Fd with the formation of a gap G and is received by the sensor 281 on an annular image area F.
  • the laser 230 is arranged within the gap G formed by the concatenated beam path.
  • the sensor 281 of the CCD camera 280 is annular and has a central, unexposed area with an inner diameter D.
  • FIG. 11 shows a lidar system 23 in which, in contrast to the previous exemplary embodiment, the laser 230 and a filter element 231 are arranged behind the ring-shaped sensor 281 of the CCD camera 280.
  • the objective 28 of the CCD camera 280 consists of two rotationally symmetrical bodies P, which together form an array 101 of two glass bodies 10. Both the laser beam emitted by the laser 230 and the focus Fd of the hybrid converging lens 12 of the objective 28 of the CCD camera 280 lie on the optical axis x.
  • the filter element 231 is formed by a filter element 231 made of phosphor.
  • the hybrid converging lens 12 of the transmitter unit is arranged within the gap G formed by the objective 28 of the CCD camera 280, so that the transmitter and receiver form an array 101 arranged concentrically and coaxially with respect to the optical axis x.
  • FIG. 12 shows the lidar system 23 according to FIG. 11 in a perspective illustration.
  • the hybrid collecting prism 12 of the transmitter unit of the lidar system 23 designed as a headlight 29 is arranged within the gap G of the CCD camera 280 formed by the objective 28.
  • the hybrid converging lens 12 bundles the laser beam onto a focus Fd of the hybrid converging prism 12 of the transmitter unit while still inside the glass body 10 of the central rotationally symmetrical body P, so that the laser beam is fanned out into a divergent beam SD with an opening angle d.
  • the laser beams are reflected by an object O and pass through the objective 28 of the CCD camera 280 as reflected beams S, whereby they are each totally reflected twice in a linked beam path and onto one of the rear boundary surface d
  • a focus Fd assigned to a rotationally symmetrical body P can be concentrated in order to be subsequently received by the annular lidar sensor 281 of the CCD camera 280.
  • FIG. 13 shows a headlight 29 for the lidar system 23 shown in FIGS. 14 and 15 in a schematic cross section.
  • the laser beam generated by a laser 230 enters a hybrid collecting prism 12 formed by a glass body 10 as a parallel beam Sp at the front boundary surface a and is totally reflected four times at the inner boundary surfaces b, c of the glass body 10 in order to focus on one inside the glass body 10 Focus Fd to be concentrated and to leave the glass body 10 at the rear boundary surface d as a divergent beam Sd with an opening angle d.
  • the inner interfaces b, c of the glass body 10 with a central gap G each have a generating curve y for the rotationally symmetrical body P in a longitudinal section f of length e.
  • the 14 shows a lidar system 23 with a transmitting unit and a receiving unit in a perspective detail view.
  • the transmission unit is formed by eight headlights 29 for laser light L, which correspond to the example described in FIG.
  • the CCD camera 280 corresponds to the patent specification DE 102017011 352 B4 listed in the prior art for a camera module unit.
  • the lidar system 23 shows the lidar system 23 according to FIGS. 13-14, at the top in a schematic view and at the bottom in a schematic cross section.
  • the eight headlights 29 are arranged in a circle around the lens 28 of the CCD camera 280 and each appear with their rear boundary surface d to the outside.
  • the headlights 29 can have a uniform opening angle d, the optical axis x pointing in different directions so that the image angle of the camera, which in this exemplary embodiment is 72 degrees, is completely illuminated.
  • the headlights 29 can each have different opening angles d.
  • the CCD camera 280 with a lidar sensor 281 is inherently rigid and delivers images in real time with an infinite depth of field.
  • the 16 shows an objective 28 for X-ray radiation R, which is designed as a hybrid condenser prism 14, the front focus Fa of which is arranged congruently to the radiation source Q of an X-ray tube 21, which is assumed to be punctiform.
  • the X-ray tube 21 emits a divergent beam SD with an opening angle d of less than or equal to 10 degrees.
  • the vacuum V is optically denser than a two-part enveloping body 11 for the rotationally symmetrical body P with the four boundary surfaces ad.
  • the enveloping body 11 is formed by a spindle 111 arranged concentrically and coaxially to the optical axis x and by a sleeve 112 surrounding the spindle 111 at a radial distance, the front and rear interfaces a, d each facing the vacuum V and being a component a diffractive correction lens 110 with a diameter of 2-6 mm. While the front correction lens 110 deflects the example rays A, B of the divergent beam SD barely noticeably away from the optical axis x, they are totally reflected at the inner boundary surface b, c in grazing incidence a total of four times in order to be precise at the rear boundary surface d of the correction lens 110 Focus Fd to get bundled.
  • the interface b has a generating curve y for the spindle 111, which is formed by a hyperbola, while the outer boundary surface c has a generating curve y for the sleeve 112 in two longitudinal sections f formed by a parabola.
  • the longitudinal sections f with changing tangent angles ⁇ of the boundary surfaces b, c to concentrate the x-ray radiation R emanating from the radiation source Q exactly onto a rear focus Fd.
  • the linked beam path of the X-ray radiation R with the example beams A, B has a central gap G which is occupied by a spindle 111 with an installation space.
  • a contactless mounting of the spindle 111 in the sleeve 112 is made possible by permanent magnets within the installation space of the spindle 111.
  • FIG. 17 shows the condenser prism 14 for X-ray radiation R according to FIG. 16 in a detail perspective with a representation of the chained beam path from the radiation source Q to the focal point Fd assigned to the rear correction lens 110, the example rays A, B of the X-ray radiation R being within the vacuum V. are each subjected to fourfold total reflection.
  • the optically denser vacuum V has inner interfaces b, c with a two-part, optically thinner enveloping body 11, which can consist of metal or glass, for example.
  • the 18 shows the longitudinal section of a hybrid condenser prism 14 which is designed as an objective 28 for the X-ray radiation R emanating from a radiation source Q.
  • the objective 28 has a two-part enveloping body 11 for the rotationally symmetrical body P with vacuum V, which is formed by a spindle 111 coaxially and concentrically surrounding the optical axis x and by a sleeve 112 surrounding the spindle 111 at a distance.
  • the hybrid condenser prism 14 can, as shown in FIG.
  • the front focal point Fa can be arranged congruently to the radiation source Q of the X-ray tube 21, which is assumed to be punctiform, so that the X-ray radiation R as a divergent beam SD with a usable opening angle d less than or equal to 10 degrees in the vacuum V passes a biconvex correction lens 110, e.g. made of aluminum, which passes the front one Interface a of the hybrid condenser prism 14 forms.
  • a biconvex correction lens 110 e.g. made of aluminum
  • the front correction lens 110 is biconvex and deflects the example beams A, B of the collimated beam Sp of the X-ray radiation R barely noticeably away from the optical axis x, while the rear correction lens 110 of the hybrid condenser prism 14 is biconcave and the example beams A, B of the X-ray radiation R fully concentrated on the focus Fd.
  • the actual concentration on the focus Fd assigned to the rear boundary surface d takes place in the grazing incidence of the X-ray radiation R with the example beams A, B, by total reflection at the inner boundary surfaces b, c of the rotationally symmetrical body P, which are each divided into two longitudinal sections f of length e of the hybrid condenser prism 12 have generating curves y which are arranged mirror-inverted to the center of the length e and which are designed as a hyperbola or as a parabola at the interface b of the spindle 111 and as a parabola or as an ellipse at the interface c of the sleeve 112.
  • the example beams A, B of the divergent beam SD emanating from the radiation source Q are each totally reflected four times before they leave the hybrid condenser prism 14 again at the boundary surface d formed by a biconcave correction lens 110 and as a convergent beam SK can be concentrated on the focus Fd.
  • a hybrid condenser prism 14 which, as shown in FIG. 20, is arranged within the high vacuum of an X-ray tube 21, it is possible to produce sharper and more detailed X-ray recordings.
  • Fig. 19 shows the hybrid condenser prism 14 according to will.
  • the spindle 111 can be held in a free-floating manner within the vacuum V in a contactless manner, for example by electromagnetic forces or by superconductivity, so that a complete image of an illuminated object is made possible.
  • the hybrid condenser prism 14 can be made of aluminum or glass, for example, with a length e of 60 mm and an outside diameter of 20 mm.
  • the 20 shows an X-ray device 25 which is designed as a tomograph 250, the radiation source Q formed by the X-ray tube 21 including a hybrid condenser prism 14, which corresponds to one of the exemplary embodiments shown in FIGS acted upon X-ray tube 21 is arranged and rotates in a rotary motion around an annular cavity through which the patient referred to as object O is pushed successively.
  • the cylindrical-shell-shaped image area F has a cell detector 251 which provides detailed, sharp x-ray images of the patient in layers.
  • the optical system 2 for X-ray devices 25 of all types has an objective 28 formed by a hybrid condenser prism 14, so that the X-ray diagnostics can be significantly improved by detailed, high-resolution X-ray recordings.
  • FIG. 21 shows an objective 28 which is designed as a hybrid collecting prism 12 in which, as shown in FIG mm with a high photon flux and great spectral brilliance.
  • a homogenized, coherent X-ray beam enters the vacuum V as a parallel beam SP and passes through a fourfold total reflection at the inner interfaces b, c of the enveloping body 11 in order to arrive at the rear diffractive interface d leaving the vacuum V as a convergent bundle of rays SK with a focus Fd from the rotationally symmetrical body P.
  • FIG. 22 shows a hybrid collecting prism 12 for X-ray radiation R, the structure of which essentially corresponds to the exemplary embodiment shown in FIG. 21, the difference relating to the formation of the interfaces a, b.
  • the vacuum V which is optically denser for X-ray radiation R, has the consequence that the refractive correction lens 110 at the front boundary surface a of the rotationally symmetrical body P. is formed biconvex to act as a divergent lens and the refractive correction lens 110 is formed biconcave at the rear boundary surface d of the rotationally symmetrical body P to act as a converging lens.
  • the actual bundling of the X-ray radiation R with the example rays A, B on the focus Fd assigned to the rear boundary surface d takes place by total reflection in grazing incidence at the inner boundary surfaces b, c of the rotationally symmetrical body P, which in the longitudinal sections f of the length e of the hybrid Collecting prism 12 each have a generating curve y, which are designed as a hyperbola or parabola at the interface b of the spindle 111 and as a parabola or ellipse at the interface c of the sleeve 112.
  • the radiation source Q of the X-ray microscope 26 is formed by a synchrotron 210 with an undulator 211, so that a homogenized monochromatic X-ray beam of high spectral brilliance with the example beams A, B and with a diameter of 1-10 mm can be coupled out of the synchrotron 210 as a parallel beam SP and an object O held by an object carrier in an object plane is irradiated and then bundled onto a focus Fd by the hybrid collecting prism 12, which corresponds to one of the exemplary embodiments shown in FIGS to expose the CCD sensor 281 of a CCD camera 280 without any gaps.
  • the X-ray telescope 27 has an objective 28 which is formed by a hybrid collecting prism 12 and essentially corresponds to the exemplary embodiments shown in FIGS. 21-22.
  • the objective 28 of the X-ray telescope 27, however, has a diameter of at least 1 m and consists of a lightweight shell construction.
  • the rays S of the parallel beam SP are each totally reflected four times in the paraboloid of revolution P formed by the spindle 111 and the sleeve 112, so that they can be received in an order appropriate to the image on the image area F formed by a CCD sensor 281.
  • the gap G in the linked beam path of the X-ray radiation R is taken up by the spindle 111 of the enveloping body 11, which in turn provides an installation space for forms the technical equipment of the satellite.
  • a single hybrid collecting prism 12 is sufficient here for the detection and recording of known and unknown radiation sources in space.
  • the hybrid condenser prism 14 is designed to inject a divergent beam SD of X-rays R into the plasma 301 of a fusion reactor 30 with a vacuum V.
  • the hybrid condenser prism 14 corresponds to the exemplary embodiment described in FIGS. 18 and 19.
  • the X-rays R have a radiation source Q (not shown in more detail), which corresponds to the exemplary embodiment shown in FIG. 23 and comprises a synchrotron 210 and an undulator 211.
  • the divergent bundles of rays SD of the plurality of hybrid condenser prisms 14 heat the plasma 301, in particular in the less hot area of the plasma 301 facing the inner wall of the pressure vessel 302.
  • energy is supplied to the plasma 301 during the fusion, so that the temperature gradient between the hot core and the relatively cooler edge areas is reduced.
  • the peripheral fusion of the plasma 301 takes place by ionizing as many particles as possible.
  • the heat potential of the plasma 301 has so far only been partially used, since the plasma formation already takes place when every ten thousandth particle is ionized.
  • the smearing of the plasma 301 by means of X-rays R enables a more uniform heat distribution in the plasma 301, so that the formation of undesired turbulent flows in the plasma 301 can be avoided. If it is possible to extend the energy containment time, a comparatively small calibrated fusion reactor can also be operated with a considerable excess of energy.
  • FIG. 26 shows the exemplary arrangement of four hybrid condenser prisms 14 for X-rays R, which correspond in their geometric structure to the exemplary embodiments shown in FIGS. 18 and 19, with a radiation source Q which corresponds to the exemplary embodiment shown in FIG. 23.
  • the common focal point Fd of the hybrid condenser prisms 14 is im Center of the pressure vessel 302 of a fusion reactor 30, which works on the principle of inertial fusion, arranged. Both the space surrounding the pressure vessel 302 and the space enclosed by the pressure vessel 302 have a vacuum V.
  • a spherical hydrogen capsule 300 is arranged concentrically to the common focal point Fd of the hybrid condenser prisms 14, the outer shell of which consists of a metal foil, for example silver, and which contains the heavy isotopes deuterium and tritium of hydrogen as fuel for the fusion reactor 30.
  • At least two or a plurality of hybrid condenser prisms 14 can be arranged on the pressure vessel 302.
  • FIG. 27 shows a plurality of hybrid condenser prisms 14, at the front boundary surfaces a of which a Petawatt flare energy laser enters the hybrid condenser prisms 14, is totally reflected at the inner boundary surfaces b, c, and is focused on focal points Fd at the rear boundary surfaces d.
  • the hybrid condenser prism 14 can be made of glass, for example, and has a two-part enveloping body 11 with a front and a rear correction lens 110 and the interfaces a and d, as well as a spindle 111 arranged concentrically to the optical axis x with the interface b and a die
  • the focal point Fd can have a diameter> 5 nm, a very high energy density is available at the focal point Fd, which is sufficient for this on the outside of a hydrogen capsule 300, which is surrounded by a metal foil, extending into the interior of the hydrogen capsule 300 causing a propagating shock wave, so that inside the hydrogen capsule 300 a plasma 301 spreads from the outside to the inside and a nuclear fusion of the heavy isotopes of hydrogen, deuterium and tritium, can be triggered very quickly. Since the expansion of the plasma 301 proceeds more slowly than the nuclear fusion itself, an extended energy containment time is possible, so that the fusion process can achieve an energy surplus.
  • Water is a suitable heat transfer fluid in order to derive the heat energy obtained from the fusion reactor 30 and to convert it into electricity, for example, in a steam turbine with a connected generator.
  • the optical systems 2 shown in FIGS. 26 and 27 it is possible to achieve a resonance effect by means of shock waves propagating in opposite directions, all particles of the plasma 301 being ionized and the temperature of the plasma 301 rising over a longer period of time.
  • the extended energy containment time again leads to an excess of energy from the nuclear fusion.

Abstract

The invention relates to an optical component for an optical system (2), said optical component comprising at least one hybrid prism (1) for light (L) having a wavelength of 780 nm to 380 nm or for X-rays (R) having a wavelength of 1 nm to 30 pm or for infrared rays. The hybrid prism (1) has an optical axis (x) which combines properties of a lens with the properties of a reflection prism and is rotationally symmetrical, and said hybrid prism (1) is provided. The hybrid prism (1) has boundary surfaces (a-d) to the surrounding matter, the optical density changing at said boundary surfaces (a-d) and said boundary surfaces (a-d) comprising a front boundary surface (a), a rear boundary surface (d), and two inner boundary surfaces (b, c). The two inner boundary surfaces (b, c) are each arranged at an angle of inclination (α) to the optical axis (x). The hybrid prism (1) is designed to define the beam path over a length (e) in such a way that at least part of the beams (S) emanating from an object (Θ) enter the hybrid prism (1) at the front boundary surface (a), undergo an even number of total reflections at the two inner boundary surfaces (b, c), and emerge again from the rotationally symmetrical body (P) at a rear boundary surface (d). At least one of the boundary surfaces (a-d) has a generating curve (y) with an alternating tangent angle (β) in a longitudinal section (f), and the hybrid prism (1) is designed as a collecting prism (12) or as a dispersing prism (13) or as a hybrid condensing prism (14).

Description

Optisches Bauelement mit Hybridprisma Optical component with hybrid prism
Die Erfindung betrifft ein optisches Bauelement, das die Eigenschaften einer Linse mit den Eigenschaften eines Reflexionsprismas in sich vereinigt und im Folgenden als Hybridprisma bezeichnet wird. Ein Prisma besteht aus einer Grund- und einer Deckfläche sowie aus einer prinzipiell unbegrenzten Mehrzahl von Seitenflächen, die die Grund- und Deckfläche miteinander verbinden, sodass z.B. auch ein bezüglich der umgebenden Materie optisch dichterer Glaszylinder als Prisma bezeichnet werden kann. Ein Reflexionsprisma dient der Richtungsänderung von Licht an zwei einander gegenüberliegenden totalreflektierenden Grenzflächen, während eine Linse zwei rotationssymmetrisch ausgebildete refraktive Flächen hat, von denen wenigstens eine so ausgebildet ist, dass sich parallel einfallende Lichtstrahlen in einem Brennpunkt kreuzen. Das Hybridprisma für optische Systeme mit unterschiedlichen Spektralbereichen besteht aus einem Rotationsrhomboid ähnlichen rotationssymmetrischen Körper, der dichter ist als die umgebende Materie und weist für Licht mit einer Wellenlänge von 780 nm bis 380 nm mindestens einen Glaskörper und für Röntgenstrahlung mit einer Wellenlänge von 1 nm bis 30 pm ein Vakuum innerhalb eines allseitig umgebenden Hüllkörpers auf. Der rotationssymmetrische Körper bestimmt jeweils mit vier Grenzflächen zu optisch dünnerer Materie über seine Länge den Strahlengang innerhalb eines optischen Systems derart, dass die von einem Objekt ausgehenden Strahlen in einem verketteten Strahlengang eine Abbildung des Objekts auf einer Bildfläche ermöglichen, wobei sie an einer vorderen Grenzfläche in den rotationssymmetrischen Körper eintreten und an zwei inneren Grenzflächen, die jeweils einen Neigungswinkel zu der optischen Achse aufweisen, eine gerade Anzahl von Totalreflexionen durchlaufen und an einer hinteren Grenzfläche wieder aus dem rotationssymmetrischen Körper austreten. Mindestens eine der vier Grenzflächen des rotationssymmetrischen Körpers weist in einem Längsabschnitt eine erzeugende Kurve mit einem kontinuierlich wechselnden Tangentenwinkel auf. Das Hybridprisma ist entweder als ein Sammelprisma oder als ein Zerstreuungsprisma oder als ein Kondensorprisma ausgebildet. Im Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts ist das optische System insbesondere als ein menschliches Auge mit einem hybriden Intraokularprisma oder als ein Lidar-System mit einem Scheinwerfer oder als ein Projektor und allgemein als ein Objektiv für eine Kamera, ein Teleskop oder ein Mikroskop ausgebildet. Im Wellenlängenbereich der Röntgenstrahlung ist das optische System als ein medizinisches Röntgengerät und insbesondere als ein Tomograf oder als ein Röntgenmikroskop mit einer Ortsauflösung kleiner-gleich 20 nm oder als ein terrestrisches oder satellitengestütztes Röntgenteleskop ausgebildet. Bei der Herstellung von elektronischen Bauteilen wie Mikrochips und Prozessoren ermöglichen spezielle Masken für Röntgenstrahlen die Realisierung einer Strukturgröße kleiner 5 nm. Das optische System kann für einen Petawatt Hochenergie Laser und für Röntgenstrahlen auch als Fusionsreaktor ausgebildet werden, bei dem eine Mehrzahl von Hybridprismen auf ein Target im Mittelpunkt eines Fusionsreaktorbehälters gerichtet sind. The invention relates to an optical component which combines the properties of a lens with the properties of a reflection prism and is referred to below as a hybrid prism. A prism consists of a base and a top surface as well as a basically unlimited number of side surfaces that connect the base and top surface with one another, so that, for example, a glass cylinder that is optically denser with respect to the surrounding matter can also be referred to as a prism. A reflection prism is used to change the direction of light at two opposing totally reflective boundary surfaces, while a lens has two rotationally symmetrical refractive surfaces, at least one of which is designed so that parallel incident light rays cross at a focal point. The hybrid prism for optical systems with different spectral ranges consists of a rotationally symmetrical body similar to a rotational rhomboid, which is denser than the surrounding matter and has at least one glass body for light with a wavelength of 780 nm to 380 nm and for X-rays with a wavelength of 1 nm to 30 pm a vacuum within an enveloping body that surrounds it on all sides. The rotationally symmetrical body, with four interfaces to optically thinner matter, determines the beam path within an optical system over its length in such a way that the beams emanating from an object in a linked beam path enable the object to be depicted on an image surface, whereby they are shown at a front boundary surface in enter the rotationally symmetrical body and pass through an even number of total reflections at two inner boundary surfaces, each of which has an angle of inclination to the optical axis, and exit the rotationally symmetrical body again at a rear boundary surface. At least one of the four boundary surfaces of the rotationally symmetrical body has a generating curve with a continuously changing tangent angle in a longitudinal section. The hybrid prism is designed either as a collecting prism or as a diverging prism or as a condenser prism. In the wavelength range of visible light, the optical system is designed in particular as a human eye with a hybrid intraocular prism or as a lidar system with a headlight or as a projector and generally as an objective for a camera, a telescope or a microscope. In the wavelength range of the X-ray radiation, the optical system is used as a medical X-ray device and in particular as a tomograph or as a X-ray microscope with a spatial resolution of less than or equal to 20 nm or designed as a terrestrial or satellite-based X-ray telescope. In the production of electronic components such as microchips and processors, special masks for X-rays enable a structure size smaller than 5 nm to be implemented. The optical system can be designed for a Petawatt high-energy laser and for X-rays as a fusion reactor, in which a plurality of hybrid prisms are placed on a target are directed at the center of a fusion reactor vessel.
Stand der Technik State of the art
Konvexe Linsen als Sehhilfen sind seit der Antike bekannt. An die Technik des Linsenschleifens anknüpfend, hat Galileo Galilei 1609 ein Fernrohr gebaut, dessen optisches System aus einer Sammellinse und einer Zerstreuungslinse besteht, um zu erkennen, dass nicht die Sonne um die Erde kreist, sondern die Sonne den Mittelpunkt unseres Planetensystems bildet. Johannes Kepler kombinierte für sein Fernrohr 1611 zwei Sammellinsen, um die Umlaufbahnen der Planeten zu beobachten. Antoni van Leeuwenhoek gilt als Pionier der Mikroskopie und baute ab 1658 mehr als 300 Mikroskope. Isaac Newton erkennt durch Versuche an Prismen die Wellennatur des Lichts und entdeckt durch Experimente mit Licht am Spaltdurchgang und an Prismen die Zusammensetzung von weißem Licht als ein Spektrum unterschiedlicher Farben und veröffentlicht diese Erkenntnisse 1704 unter dem Titel "Opticks: or a Treatise of the Reflections, Refractions, Inflections and Colours of Light". Durch seine Versuche bemerkte er, dass auch Linsen dem Effekt der farblichen Dispersion unterworfen sind und schlug alternativ zu Fernrohren ein Teleskop mit Spiegeln vor, das ab 1672 auch gebaut wurde. Der durch chromatische Aberration hervorgerufene Abbildungsfehler kann heute durch die Kombination von Linsen aus unterschiedlichen Gläsern vermieden werden. Ein Abbildungsfehler tritt immer dann auf, wenn sich die von einem Objekt ausgehenden Lichtstrahlen nicht alle in einem Brennpunkt eines optischen Systems treffen. Gravierende Abbildungsfehler sind die sphärische und die chromatische Aberration. Sphärische und chromatische Abbildungsfehler können heute durch Systeme aus mehreren Linsen verschiedener Glassorten, sphärische Abbildungsfehler durch asphärische Linsen oder Gradientenlinsen behoben werden. Künstliche Intraokularlinsen sind dazu ausgebildet, Fehlsichtigkeiten des menschlichen Auges zu korrigieren. Bei einer Makuladegeneration im Endstadium gelingt dies bisher kaum.Convex lenses as visual aids have been known since ancient times. Taking up the technique of lens grinding, Galileo Galilei built a telescope in 1609, the optical system of which consists of a converging lens and a diverging lens, in order to recognize that the sun is not orbiting the earth, but rather the sun is the center of our planetary system. Johannes Kepler combined two converging lenses for his telescope in 1611 in order to observe the orbits of the planets. Antoni van Leeuwenhoek is considered a pioneer of microscopy and built more than 300 microscopes from 1658. Isaac Newton recognized the wave nature of light through experiments on prisms and discovered through experiments with light at the slit passage and on prisms the composition of white light as a spectrum of different colors and published these findings in 1704 under the title "Opticks: or a Treatise of the Reflections, Refractions, Inflections and Colors of Light ". Through his experiments he noticed that lenses are also subject to the effect of color dispersion and proposed a telescope with mirrors as an alternative to telescopes, which was also built from 1672. The imaging errors caused by chromatic aberration can now be avoided by combining lenses made of different glasses. An imaging error always occurs when the light rays emanating from an object do not all meet at a focal point of an optical system. Serious imaging errors are spherical and chromatic aberration. Spherical and chromatic aberrations can now be corrected by systems made of several lenses of different types of glass, spherical aberrations by aspherical lenses or gradient lenses. Artificial intraocular lenses are designed to correct ametropia in the human eye. In the case of end-stage macular degeneration, this has hardly been possible so far.
Folgt man der Gutenberg-Gesundheitsstudie, in der Zahlen und Fakten zu Augenkrankheiten in Deutschland aufgeführt werden, stellt die Makuladegeneration (AMD) die häufigste Ursache für schwere Sehbehinderungen dar und betrifft 20% der 65- bis 74-jährigen und 35% der 75- bis 84-jährigen. Von der AMD im Endstadium sind ca. 5% der 75- bis 84-jährigen betroffen. Der Begriff Lidar ist die englische Abkürzung für (light detection and ranging) und steht, wie auch der Begriff Ladar (laser detection and ranging), für ein dem Radar verwandtes Verfahren, bei dem nicht Radiowellen wie beim Radar sondern Laserstrahlen für die Detektion und Abstandsmessung von Objekten verwendet werden. Für das angekündigte und mit Einschränkungen bereits stattfindende autonome Bewegen von Fahrzeugen nimmt diese Technik eine Schlüsselstellung ein. Bereits bekannte Methoden zur praktischen Anwendung der Technik nutzen mittels einer Vielzahl beweglicher Spiegel geführte Suchstrahlen für das Scanning des Vorfelds eines Fahrzeugs. Eine alternative Methode betrifft das flächenhafte Scannen mit einem divergenten Bündel von Laserstrahlen. Ein Lidar- System, das auch als Scheinwerfer für Abblendlicht genutzt wird, ist eine wünschenswerte Option für die Fahrzeuginsassen, ob sie nun gefahren werden oder selbst fahren. Seit mehr als 100 Jahren ist bekannt, dass Röntgenstrahlung, anders als sichtbares Licht, Stoffe wie Haut, Gewebe, Faszien, Muskeln, Sehnen, Bänder und Knochen durchdringen kann. Aus der von Conrad Röntgen genutzten Vakuumröhre und dem damit verbundenen einfachen Projektionsverfahren entwickelten sich rasch die auch heute noch verwendeten Röntgengeräte als vielseitig verwendbare Instrumente der medizinischen Diagnostik, die durch einfache Projektion ein Bild auf einem belichteten Film erzeugen. Bereits Ende des 19. Jahrhunderts hatte Wilhelm Conrad Röntgen mittels von Prismen aus unterschiedlichen Materialien versucht, die nach ihm benannten Strahlen zu brechen, was ihm nicht gelang. Erst im Jahr 1996 gelang es eine Brechungslinse für Röntgenstrahlen herzustellen und damit die bis dahin geltende Schulbuchweisheit zu widerlegen, dass Röntgenstrahlen nicht zu brechen seien. Zunächst dienten etwa 50 eng benachbarte zylindrische Löcher mit einem Durchmesser von 0,5 mm in einem Aluminiumblock als eine Vorrichtung zur Brechung der Röntgenstrahlung. Ab 2001 gelang es an der RWTH Aachen Linsen mit rotationsparabolischem Profil zu entwickeln und herzustellen, die die Röntgenstrahlung in beiden Richtungen fokussieren können und frei von sphärischer Aberration sind. Ein aus einem Synchrotron ausgekoppelter monochromatischer Röntgenstrahl von etwa 1 mm Durchmesser kann mittels einer Vielzahl von Linsen fokussiert werden, um ein Bild eines durchstrahlten Objekts zu erzeugen. Nachteilig dabei ist die Tatsache, dass sehr viele derartige Linsen auf einer optischen Achse hintereinander angeordnet werden müssen, um die gewünschte Fokussierung zu erreichen. Heute stehen für röntgenanalytische Verfahren Spiegel aus Mehrfachschichten für den streifenden Strahlungseinfall, Röntgengitter und Röntgenlinsen zur Verfügung, um in der Röntgenanalytik eine hohe Ortsauflösung zu erzielen, die mit der bisher bekannten Röntgendiagnostik als einfache Projektion der divergenten Röntgenstrahlung auf einen Schirm so nicht möglich war. Im Bereich der Röntgenmikroskopie sind nach dem aktuellen Stand der Technik immer zwei optische Systeme erforderlich, um zuerst die monochromatisierte Röntgenstrahlung zu kondensieren, anschließend ein Objekt zu durchleuchten und dann mittels eines Röntgenobjektivs und eines Detektors auf einer Bildfläche ein Bild zu erzeugen. Bei der Kondensation der Röntgenstrahlen mittels einer Zonenplatte und einer Lochblende, werden die Röntgenstrahlen nullter Ordnung von einer strahlungsundurchlässigen Blende ausgeblendet, sodass mittels eines hohlkegelförmigen divergenten Strahlenbündels nur ein unvollständiges Bild des Objekts erzeugt werden kann. Für die Fokussierung eines monochromatischen Parallelstrahlbündels ist eine Kondensoroptik vorgesehen, die z.B. von einem Refokussierspiegel oder von einem Zonenplattenkondensor gebildet wird und das Parallelstrahlbündel zunächst auf einen Fokus des Kondensors konzentriert, um dann ein divergentes Strahlenbündel in eine kapillare Optik einzuleiten, die z.B. von einem Rotationsparaboloid gebildet wird. Da das Rotationsparaboloid die mittleren Strahlen eines divergenten oder parallelen Strahlenbündels nicht reflektieren kann, überträgt sich diese Fehlstelle über das Röntgenobjektiv auf den CCD-Sensor einer Kamera. Die Verwendung von zwei optischen Systemen ist in der Röntgenmikroskopie mit der Schwierigkeit behaftet, das zu untersuchende Objekt im Brennpunkt oder in unmittelbarer Nähe Brennpunkts anordnen zu müssen oder eine Offset-Lösung zu wählen, um auf der Bildfläche des Detektors ein Bild aufzeichnen zu können. Dadurch unterliegt die Röntgenmikroskopie einer Reihe methodisch bedingter Zwänge, die die Anordnung der Bauelemente des optischen Systems und die Größe und Anordnung des zu untersuchenden Objekts stark einschränken. Eine weitere Anwendungsmöglichkeit für das erfindungsgemäße Hybridprisma ist die Kernfusion. Um die Kernfusion realisieren zu können, muss zunächst die sogenannte Coulomb-Kraft überwunden werden, mit der sich positiv geladene Atomkerne gegenseitig abstoßen. Gelingt die Anordnung zweier Atomkerne mit dem Abstand eines Mehrfachen ihres Kernradius, wirken starke anziehende Kräfte, die die Fusion der Kerne ermöglichen. Diese Annäherung gelingt nur dann, wenn sich die Kerne mit großen Geschwindigkeiten aufeinander zu bewegen. Die für die Kernfusion notwendigen relativistischen Geschwindigkeiten laserbeschleunigter Elektronen können bei entsprechend hohen Temperaturen erreicht werden. Dies ist z.B. bei der Sonne der Fall, die vollständig aus einem Plasma des Wasserstoffs besteht. In der Sonne verschmelzen die Protonen des Wasserstoffs und setzen Energie frei. Auch auf der Erde ist Wasserstoff unbegrenzt vorhanden, sodass etwa seit 1958 versucht wird, eine kontrollierte Kernfusion künstlich zu erzeugen. Bei den für die Kernfusion erforderlichen Temperaturen liegt Wasserstoff als Plasma vor, bei dem sich die Elektronen und die Wasserstoffkerne unabhängig voneinander bewegen. Während das Plasma bei der Sonne durch Gravitation zusammengehalten wird, besteht diese Möglichkeit auf der Erde nicht. Bisher wurden zwei unterschiedliche Möglichkeiten für den Einschluss eines Plasmas in einem Gefäß entwickelt. Ein sogenannter Tokomak ist dazu ausgebildet, Elektronen und Protonen entlang der Magnetfeldlinien eines Magnetfelds auf Schraubenbahnen zu führen. Dazu sind starke Magnetspulen in radialer und konzentrischer Anordnung um einen torusförmigen Fusionsbehälter erforderlich. Bei der zweiten Möglichkeit, dem sogenannten Trägheitseinschluss, wird ein Target im Zentrum eines kugelförmigen Reaktionsbehälters durch Laser- oder Teilchenstrahlung beschossen, sodass die Fusionstemperatur sehr schnell erreicht wird und zahlreiche Fusionsreaktionen bereits stattgefunden haben, bevor für die Expansion des Plasmas genügend Zeit und Raum zur Verfügung stand. Das Problem kleinerer Fusionsreaktoren der Bauart Tokomak ist die sehr kurze Energie-Einschlusszeit, da das Plasma schneller als erwartet abkühlt. Für die Abkühlung sind innere Turbulenzen des Plasmas verantwortlich, die, vergleichbar zu den regelmäßig auftretenden Sonneneruptionen, große Energiemengen von dem heißen Kern der Sonne an die Oberfläche transportieren. If one follows the Gutenberg health study, in the facts and figures too Eye diseases are listed in Germany, macular degeneration (AMD) is the most common cause of severe visual impairment and affects 20% of the 65 to 74 year olds and 35% of the 75 to 84 year olds. End-stage AMD affects around 5% of 75 to 84 year olds. The term Lidar is the English abbreviation for (light detection and ranging) and, like the term Ladar (laser detection and ranging), stands for a method related to radar in which laser beams are not used for detection and distance measurement, as is the case with radar used by objects. This technology plays a key role in the announced autonomous movement of vehicles, which is already taking place with restrictions. Already known methods for the practical application of the technology use search beams guided by means of a large number of movable mirrors to scan the area in front of a vehicle. An alternative method concerns the area-wide scanning with a divergent bundle of laser beams. A lidar system, which is also used as a dipped beam headlamp, is a desirable option for vehicle occupants, whether they are being driven or driving themselves. It has been known for more than 100 years that X-rays, unlike visible light, can penetrate substances such as skin, tissue, fascia, muscles, tendons, ligaments and bones. From the vacuum tube used by Conrad Röntgen and the associated simple projection method, the X-ray devices that are still used today quickly developed as versatile medical diagnostic instruments that create an image on an exposed film by simple projection. As early as the end of the 19th century, Wilhelm Conrad Röntgen had tried to break the rays named after him using prisms made of different materials, which he did not succeed in doing. It was not until 1996 that a refractive lens for X-rays was produced, thereby refuting the old schoolbook adage that X-rays could not be broken. Initially, about 50 closely spaced cylindrical holes 0.5 mm in diameter in an aluminum block served as an X-ray diffraction device. From 2001, RWTH Aachen University succeeded in developing and manufacturing lenses with a parabolic rotation profile that can focus the X-rays in both directions and are free of spherical aberration. A monochromatic X-ray beam with a diameter of approximately 1 mm and which is coupled out from a synchrotron can be focused by means of a large number of lenses in order to generate an image of an object being irradiated. The disadvantage of this is the fact that very much Many such lenses have to be arranged one behind the other on an optical axis in order to achieve the desired focusing. Today, mirrors made of multiple layers for the grazing incidence of radiation, X-ray grids and X-ray lenses are available for X-ray analysis processes in order to achieve a high spatial resolution in X-ray analysis, which was not possible with the previously known X-ray diagnostics as a simple projection of the divergent X-rays onto a screen. In the field of X-ray microscopy, the current state of the art always requires two optical systems to first condense the monochromatized X-ray radiation, then to X-ray an object and then to generate an image on an image surface using an X-ray objective and a detector. When the x-rays are condensed by means of a zone plate and a pinhole, the zero-order x-rays are masked out by a radiopaque diaphragm, so that only an incomplete image of the object can be generated by means of a hollow cone-shaped divergent beam. For focusing a monochromatic parallel beam, a condenser optic is provided, which is formed, for example, by a refocusing mirror or a zone plate condenser and first concentrates the parallel beam on a focus of the condenser, in order to then introduce a divergent beam into a capillary optic, which is formed, for example, by a paraboloid of revolution will. Since the paraboloid of revolution cannot reflect the central rays of a divergent or parallel bundle of rays, this defect is transmitted via the X-ray lens to the CCD sensor of a camera. The use of two optical systems in X-ray microscopy is associated with the difficulty of having to arrange the object to be examined in the focal point or in the immediate vicinity of the focal point or to choose an offset solution in order to be able to record an image on the image surface of the detector. As a result, X-ray microscopy is subject to a number of methodological constraints that severely limit the arrangement of the components of the optical system and the size and arrangement of the object to be examined. Another possible application for the hybrid prism according to the invention is nuclear fusion. In order to be able to realize nuclear fusion, the so-called Coulomb force must first be overcome, with which positively charged atomic nuclei repel each other. If the arrangement of two atomic nuclei with a distance several times their nucleus radius succeeds, strong attractive forces act, which enable the fusion of the nuclei. This approach is only successful if the cores move towards one another at high speeds. The relativistic speeds of laser-accelerated electrons necessary for nuclear fusion can be achieved at correspondingly high temperatures. This is the case, for example, with the sun, which consists entirely of a plasma of hydrogen. The protons of hydrogen fuse in the sun and release energy. Hydrogen is also available in unlimited quantities on earth, so that attempts have been made to artificially generate a controlled nuclear fusion since 1958. At the temperatures required for nuclear fusion, hydrogen is present as a plasma in which the electrons and the hydrogen nuclei move independently of one another. While the plasma is held together by gravity in the sun, this possibility does not exist on earth. So far, two different ways of enclosing a plasma in a vessel have been developed. A so-called tocomak is designed to guide electrons and protons along the magnetic field lines of a magnetic field on helical paths. This requires strong magnetic coils in a radial and concentric arrangement around a toroidal fusion container. In the second option, the so-called inertial confinement, a target in the center of a spherical reaction container is bombarded with laser or particle radiation, so that the fusion temperature is reached very quickly and numerous fusion reactions have already taken place before there is enough time and space for the expansion of the plasma was standing. The problem with smaller Tokomak-type fusion reactors is the very short energy containment time, since the plasma cools down faster than expected. The internal turbulence of the plasma is responsible for the cooling, which, comparable to the regularly occurring solar flares, transports large amounts of energy from the hot core of the sun to the surface.
Aus der DE 2011 110 144 U 1 geht eine Intraokularlinse mit unterschiedlichen Beugungsprofilen hervor, die jeweils einen Fokus auf der optischen Achse der Intraokularlinse haben. DE 2011 110 144 U 1 reveals an intraocular lens with different diffraction profiles, each of which has a focus on the optical axis of the intraocular lens.
Aus der WO 94/11765 geht eine bifokale Sammellinse hervor, bei der mindestens eine der beiden Oberflächen diffraktiv ausgebildet ist. WO 94/11765 reveals a bifocal converging lens in which at least one of the two surfaces is diffractive.
Aus der WO 2007/092949 A1 geht eine Intraokularlinse hervor, die im Randbereich refraktive und in der Mitte diffraktive Grenzflächen aufweist. Aus der US 6536899 B1 geht eine multifokale Linse hervor, die in eine Mehrzahl ringförmiger Zonen unterteilt ist, wobei nur jede zweite Zone refraktiv ausgebildet ist. Aus der US 7381 221 B2 geht eine multizonal aufgebaute, monofokale Intraokularlinse hervor. An intraocular lens emerges from WO 2007/092949 A1 which has refractive boundary surfaces in the edge area and diffractive boundary surfaces in the middle. US 6536899 B1 discloses a multifocal lens which is divided into a plurality of ring-shaped zones, with only every second zone being refractive. From US 7381 221 B2 a multizonally constructed, monofocal intraocular lens emerges.
Aus der US 7 156516 B2 geht eine Intraokularlinse hervor, die mindestens zwei diffraktive Oberflächen aufweist und die aus mehr als einem Glaskörper aufgebaut werden kann. From US 7 156516 B2 an intraocular lens emerges which has at least two diffractive surfaces and which can be constructed from more than one glass body.
Aus der DE 3626869 A1 geht eine Intraokularlinse mit einem von der Haptik gebildeten Rahmenmodul und einem auswechselbaren Optikmodul hervor. DE 3626869 A1 discloses an intraocular lens with a frame module formed by the haptic and an exchangeable optics module.
Aus der US 2013/0235980 A1 geht aus der Beschreibung der Figuren 1 ,2,5 und 7 eine Vorrichtung hervor, bei der von einer Punktlichtquelle ausgehende Röntgenstrahlung im streifenden Einfall an mehreren zueinander parallel angeordneten und reflektierenden, gekrümmten Flächen mehrfach reflektiert wird, um kollimiert oder fokussiert zu werden. Aus der DE 102012220465 A1 geht aus der Beschreibung ein EUV-Kollektor hervor, der EUV-Strahlung einer EUV-Strahlungsquelle teilweise durch mehrfache Reflexion an rotationssymmetrischen, gekrümmten Spiegelschalen in streifendem Einfall in einen Brennpunkt fokussiert. US 2013/0235980 A1, from the description of FIGS. 1, 2, 5 and 7, reveals a device in which X-ray radiation emanating from a point light source is reflected multiple times at grazing incidence on several mutually parallel and reflecting curved surfaces in order to collimate or to get focused. From DE 102012220465 A1 an EUV collector emerges from the description, which partially focuses EUV radiation from an EUV radiation source into a focal point by multiple reflections on rotationally symmetrical, curved mirror shells in grazing incidence.
Aus der DE 3785763 T2 geht aus der Beschreibung eine Vorrichtung hervor, die Röntgenstrahlung durch mehrfache Reflexion kollimiert oder fokussiert. From DE 3785763 T2 a device emerges from the description which collimates or focuses X-rays by multiple reflections.
Aus der DE 102005056404 B4 geht ein Röntgenmikroskop mit einer Kondensor- Monochromator-Anordnung für eine hohe spektrale Auflösung hervor. Das Röntgenmikroskop weist eine Kapillaroptik mit einer ringförmigen Apertur auf, die einen raumfest positionierten Fokusfleck in einer Entfernung von einigen Millimetern hinter der Kapillaroptik hat, wobei das zu untersuchende Objekt in unmittelbarer Nähe zu dem Fokusfleck angeordnet ist. Mit der in dieser Druckschrift erläuterten ringförmigen Kapillaroptik ist es nicht möglich, ein in sich vollständiges Bild des durchstrahlten Objekts mit einem CCD-Sensor in der Bildebene zu empfangen, da der verkettete Strahlengang eine zentrale Lücke aufweist. DE 102005056404 B4 discloses an X-ray microscope with a condenser-monochromator arrangement for high spectral resolution. The X-ray microscope has capillary optics with an annular aperture which has a spatially fixed focus spot at a distance of a few millimeters behind the capillary optics, the object to be examined being arranged in the immediate vicinity of the focus spot. With the ring-shaped capillary optics explained in this publication, it is not possible to receive a complete image of the irradiated object with a CCD sensor in the image plane, since the linked beam path has a central gap.
Aus der US 2004 / 0 125442 A1 geht ein Phasenkontrast-Röntgenmikroskop hervor, dessen Kondensor eine Wolter-Optik aufweist und dessen Röntgenobjektiv von einer Zonenplatte gebildet wird. US 2004/0125442 A1 discloses a phase contrast x-ray microscope whose condenser has Wolter optics and whose x-ray objective is formed by a zone plate.
Aus der DE 19700615 A1 geht eine Monochromator-Anordnung für ein Röntgenmikroskop hervor, bei dem das durchstrahlte Objekt mit einem Versatz zu der optischen Achse angeordnet ist, sodass nur ein Sektor der Röntgenstrahlung für die Abbildung mittels einer CCD-Kamera genutzt werden kann. From DE 19700615 A1 a monochromator arrangement for an X-ray microscope emerges in which the irradiated object with an offset to the optical axis is arranged so that only one sector of the X-ray radiation can be used for imaging by means of a CCD camera.
Aus der DE 44 32 811 A1 geht ein Röntgenmikroskop mit einem ringförmigen Kondensor-Spiegel hervor, bei dem das durchstrahlte Objekt unmittelbar im Fokus der Röntgenstrahlung liegt. DE 44 32 811 A1 discloses an X-ray microscope with an annular condenser mirror in which the irradiated object is directly in the focus of the X-ray radiation.
Aus der DE 102017 011 352 B4 geht eine Kameramoduleinheit für Digitalaufnahmen hervor, die in sich starr ausgebildet ist und Aufnahmen mit unendlicher Tiefenschärfe in Echtzeit ermöglicht. DE 102017 011 352 B4 discloses a camera module unit for digital recordings that is inherently rigid and enables recordings with infinite depth of field in real time.
Wie von Conrad Röntgen bereits vermutet, ist auch ein Prisma für die Fokussierung von Röntgenstrahlung geeignet, wie im Folgenden gezeigt wird. As Conrad Röntgen already suspected, a prism is also suitable for focusing X-rays, as shown below.
Aufgabenstellung Task
Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein neues optisches Bauelement für unterschiedliche Spektralbereiche elektromagnetischer Wellen anzugeben, das die Eigenschaften einer Linse mit den Eigenschaften eines Reflexionsprismas verbindet und im Rahmen der Erfindung als Hybridprisma bezeichnet wird. Es ist insbesondere die Aufgabe der Erfindung ein Hybridprisma bereitzustellen, das Lichtstrahlen in einem Glaskörper und Röntgenstrahlen in einem Vakuum exakt auf einen Fokus konzentriert, sodass das Hybridprisma als Objektiv in einem optischen System eine Abbildung eines Objekts ermöglicht. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Hybridprisma entweder als ein Sammelprisma oder als ein Zerstreuungsprisma oder als ein Kondensorprisma oder als ein Intraokularprisma auszubilden, sodass der verkettete Strahlengang mit einer geraden Anzahl von Totalreflexionen für unterschiedliche optische Systeme und Aufgaben genutzt werden kann, die im Bereich des sichtbaren Lichts z.B. ein menschliches Auge mit einem Intraokularprisma oder ein Lidar-System als Scheinwerfer und allgemein ein Objektiv für eine Kamera, ein Teleskop oder ein Mikroskop und im Bereich der Röntgenstrahlung ein medizinisches Röntgengerät oder ein Röntgenmikroskop oder ein Röntgenteleskop betreffen. Weitere Aufgaben und vorteilhafte Eigenschaften der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor. Based on the prior art shown, the object of the invention is to provide a new optical component for different spectral ranges of electromagnetic waves that combines the properties of a lens with the properties of a reflection prism and is referred to as a hybrid prism within the scope of the invention. In particular, the object of the invention is to provide a hybrid prism which precisely concentrates light rays in a glass body and X-rays in a vacuum onto a focus, so that the hybrid prism as an objective in an optical system enables an object to be imaged. Another object of the invention is to design a hybrid prism either as a collecting prism or as a diverging prism or as a condenser prism or as an intraocular prism, so that the concatenated beam path with an even number of total reflections can be used for different optical systems and tasks that are imposed in the In the area of visible light, for example, a human eye with an intraocular prism or a lidar system as a headlight and generally an objective for a camera, a telescope or a microscope, and in the area of X-rays a medical X-ray device or an X-ray microscope or an X-ray telescope. Further objects and advantageous properties of the invention emerge from the subclaims.
Im Einzelnen löst die Erfindung bevorzugt zumindest teilweise die folgenden Aufgaben:In detail, the invention preferably at least partially solves the following objects:
- Angabe eines Intraokularprismas, das verkettete Strahlen innerhalb des menschlichen Auges um die Makula herum lenkt, - Angabe eines Intraokularprismas, das eine ringförmige Bildfläche rund um die Makula ermöglicht, - Specification of an intraocular prism that directs concatenated rays within the human eye around the macula, - Specification of an intraocular prism that enables a ring-shaped image area around the macula,
- Angabe eines Lidar-Systems, bei dem eine Sende- und eine Empfängereinheit eine gemeinsame optische Achse aufweisen, - Specification of a lidar system in which a transmitter and a receiver unit have a common optical axis,
- Angabe eines Lidar-Systems mit mehreren Scheinwerfern für Laserlicht, die eine Kamera konzentrisch umgeben, - Specification of a lidar system with several headlights for laser light, which surround a camera concentrically,
- Angabe eines optischen Bauelements mit einer Lücke im Strahlengang, die als Installationsraum genutzt werden kann, - Specification of an optical component with a gap in the beam path that can be used as an installation space,
- Angabe eines optischen Bauelements mit vier Grenzflächen, an denen der verkettete Strahlengang gesteuert werden kann, - Specification of an optical component with four interfaces at which the linked beam path can be controlled,
- Vereinigung von Kondensor und Objektiv für Röntgenstrahlung in einem optischen Bauelement, - Combination of condenser and lens for X-rays in one optical component,
- Angabe eines Objektivs für Röntgenstrahlung, das ein vollständiges Bild eines durchstrahlten Objekts hersteilen kann, - Specification of a lens for X-rays that can produce a complete image of an object irradiated,
- Angabe eines hybriden Kondensorprismas als Objektiv für ein Röntgengerät, das ein von einer Röntgenröhre emittiertes divergentes Strahlenbündel exakt auf einen Mikrofokus bündelt, - Specification of a hybrid condenser prism as an objective for an X-ray device, which focuses a divergent beam emitted by an X-ray tube exactly onto a microfocus,
- Angabe eines hybriden Kondensorprismas, dessen vorderer Fokus deckungsgleich mit der Strahlungsquelle für Röntgenstrahlung innerhalb einer Röntgenröhre angeordnet ist, - Specification of a hybrid condenser prism, the front focus of which is arranged congruently with the radiation source for X-rays within an X-ray tube,
- Angabe eines Tomografs für ein Schichtbildverfahren mit einem Objektiv für Röntgenstrahlung, - Specification of a tomograph for a tomography method with an objective for X-rays,
- Angabe eines hybriden Sammelprismas als ein Objektiv für ein Röntgenmikroskop, das ein von einem Synchrotron erzeugtes Parallelstrahlbündel exakt auf einen hinteren Fokus bündelt, - Specification of a hybrid collecting prism as an objective for an X-ray microscope, which bundles a parallel beam generated by a synchrotron exactly onto a rear focus,
- Angabe eines hybriden Sammelprismas als ein Objektiv für ein Röntgenteleskop, das Röntgenstrahlung abbilden kann, - Specification of a hybrid collecting prism as an objective for an X-ray telescope that can image X-rays,
- Angabe eines Objektivs für Röntgenstrahlung, das auch die Strahlen nullter Ordnung für eine Abbildung nutzen kann, - Specification of an objective for X-rays that can also use the zero-order rays for imaging,
- Angabe eines Objektivs für Röntgenstrahlung mit einem hohen Transmissionsgrad und mit einem geringen Absorptionsgrad, - Specification of an objective for X-rays with a high degree of transmission and a low degree of absorption,
- Angabe eines Objektivs für Röntgenstrahlung mit einer vorderen und mit einer hinteren Korrekturlinse, - Angabe eines zweiteiligen Hüllkörpers für ein Vakuum als Objektiv für Röntgenstrahlung - Specification of an objective for X-ray radiation with a front and a rear correction lens, - Specification of a two-part enveloping body for a vacuum as an objective for X-rays
- Angabe einer Anordnung von Hybridprismen, die Röntgenstrahlung in den Plasmakern eines torusförmigen Fusionsreaktors injizieren, um die Bildung von unerwünschten turbulenten Strömungen im Plasma zu unterdrücken. - Specification of an arrangement of hybrid prisms which inject X-rays into the plasma core of a toroidal fusion reactor in order to suppress the formation of undesirable turbulent flows in the plasma.
- Angabe einer Mehrzahl von Hybridprismen in einer radialen Anordnung und mit einem gemeinsamen Brennpunkt für die Kollision von Röntgenstrahlung im Zentrum eines kugelförmigen Fusionsreaktors der ein teilchenstrahlungsinduziertes Plasma erzeugt. - Specification of a plurality of hybrid prisms in a radial arrangement and with a common focal point for the collision of X-rays in the center of a spherical fusion reactor which generates a particle radiation-induced plasma.
- Angabe einer Wasserstoff kapsel für die Aufnahme der schweren Isotope des Wasserstoffs im Zentrum des kugelförmigen Fusionsreaktors. - Specification of a hydrogen capsule for the absorption of the heavy isotopes of hydrogen in the center of the spherical fusion reactor.
- Angabe eines hybriden Kondensorprismas für einen Petawatt High-Energy Laser, der durch "isochores Heizen" einer dünnen Metallfolie, die eine Wasserstoffkapsel umgibt, eine Fusion der schweren Kerne des Wasserstoffs auslöst. - Specification of a hybrid condenser prism for a Petawatt high-energy laser, which triggers a fusion of the heavy nuclei of the hydrogen by "isochoric heating" of a thin metal foil that surrounds a hydrogen capsule.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein optisches Bauelement für ein optisches System, welches optische Bauelement mindestens ein Hybridprisma aufweist, welches Hybridprisma eine optische Achse aufweist, die Eigenschaften einer Linse mit den Eigenschaften eines Reflexionsprismas in sich vereinigt und rotationssymmetrisch ausgebildet ist, welches Hybridprisma vorgesehen ist, welches Hybridprisma Grenzflächen zur umgebenden Materie aufweist, an welchen Grenzflächen sich die optische Dichte ändert, welche Grenzflächen eine vordere Grenzfläche, eine hintere Grenzfläche und zwei innere Grenzflächen umfassen, welche zwei inneren Grenzflächen jeweils mit einem Neigungswinkel zur optischen Achse angeordnet sind, und welches Hybridprisma dazu ausgebildet ist, den Strahlengang über eine Länge derart zu bestimmen, dass die von einem Objekt ausgehenden Strahlen zumindest teilweise an der vorderen Grenzfläche in das Hybridprisma eintreten, an den zwei inneren Grenzflächen eine gerade Anzahl von Totalreflexionen durchlaufen und an einer hinteren Grenzfläche wieder aus dem rotationssymmetrischen Körper austreten, wobei mindestens eine der Grenzflächen in einem Längsabschnitt eine erzeugende Kurve mit einem wechselnden Tangentenwinkel aufweist und das Hybridprisma als ein Sammelprisma oder als ein Zerstreuungsprisma oder als ein hybrides Kondensorprisma ausgebildet ist. Ein solches Hybridprisma ermöglicht eine vorteilhafte optische Beeinflussung elektromagnetischer Wellen und eine Fokussierung. The object is achieved by an optical component for an optical system, which optical component has at least one hybrid prism, which hybrid prism has an optical axis, combines the properties of a lens with the properties of a reflection prism and is designed to be rotationally symmetrical, which hybrid prism is provided, which hybrid prism has interfaces to the surrounding matter, at which interfaces the optical density changes, which interfaces comprise a front interface, a rear interface and two inner interfaces, which two inner interfaces are each arranged at an angle of inclination to the optical axis, and which hybrid prism to it is designed to determine the beam path over a length in such a way that the beams emanating from an object enter the hybrid prism at least partially at the front boundary surface and an even number of total refles at the two inner boundary surfaces pass through exions and exit the rotationally symmetrical body at a rear boundary surface, at least one of the boundary surfaces having a generating curve with a changing tangent angle in a longitudinal section and the hybrid prism being designed as a collecting prism or as a diverging prism or as a hybrid condenser prism. Such a hybrid prism enables an advantageous optical influencing of electromagnetic waves and a focusing.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das optische Bauelement dazu ausgebildet, ein Parallelstrahlbündel auf einen Brennpunkt zu konzentrieren. According to a preferred embodiment, the optical component is designed to concentrate a parallel beam onto a focal point.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Hybridprisma als Körper ausgebildet, bevorzugt als Glaskörper. According to a preferred embodiment, the hybrid prism is designed as a body, preferably as a glass body.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das optische Bauelement einen Hüllkörper auf, welcher Hüllkörper das Hybridprisma allseitig umgibt, wobei das Hybridprisma als Hohlraum ausgebildet ist. Dies ist insbesondere vorteilhaft zur optischen Beeinflussung von Röntgenstrahlen. According to a preferred embodiment, the optical component has an enveloping body, which enveloping body surrounds the hybrid prism on all sides, the hybrid prism being designed as a cavity. This is particularly advantageous for optically influencing X-rays.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist der Hohlraum ein Vakuum auf. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das optische Bauelement nach für mindestens eines der optischen Systeme ausgebildet aus der Systemgruppe bestehend aus According to a preferred embodiment, the cavity has a vacuum. According to a preferred embodiment, the optical component is designed for at least one of the optical systems from the system group consisting of
- Intraokularprisma für ein Auge, - intraocular prism for one eye,
- Lidar-System mit einem Scheinwerfer, - Lidar system with a headlight,
- Objektiv für eine Kamera oder für ein Fernrohr oder für ein Mikroskop, - objective for a camera or for a telescope or for a microscope,
- medizinisches Röntgengerät, - medical X-ray machine,
- Röntgenmikroskop, und - X-ray microscope, and
- Röntgenteleskop. - X-ray telescope.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die zwei inneren Grenzflächen für Licht oder für Röntgenstrahlen totalreflektierend ausgebildet. According to a preferred embodiment, the two inner interfaces are designed to be totally reflective for light or for X-rays.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das optisches Bauelement ein Hybridprisma oder eine Mehrzahl koaxial und konzentrisch zu der optischen Achse angeordnete Hybridprismen auf, die untereinander eine Anordnung bilden, bei der jeweils die vorderen und die hinteren Grenzflächen refraktiv, oder diffraktiv, oder refraktiv und diffraktiv ausgebildet sind, welche inneren Grenzflächen mindestens in einem Längsabschnitt ihrer Länge einen konstanten Neigungswinkel gegenüber der optischen Achse aufweisen, wobei mindestens eine der Grenzflächen mindestens in einem Längsabschnitt der Länge mindestens eine erzeugende Kurve mit einem kontinuierlich wechselnden Tangentenwinkel und mit einem zugehörenden Fokus aufweist und die erzeugende Kurve als ein Kreisbogen oder eine als eine Polynomkurve zweiten bis fünften Grades oder als eine Freiformkurve bestimmt ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Hybridprisma als Körper ausgebildet, und das Hybridprisma ermöglicht eine zweifache Totalreflexion oder eine vierfache Totalreflexion an den inneren Grenzflächen, wobei das Hybridprisma According to a preferred embodiment, the optical component has a hybrid prism or a plurality of hybrid prisms arranged coaxially and concentrically to the optical axis, which among one another form an arrangement in which the front and rear interfaces are refractive, or diffractive, or refractive and diffractive , which inner interfaces at least in a longitudinal section of their length have a constant angle of inclination with respect to the optical axis, at least one of the interfaces at least in a longitudinal section of the length having at least one generating curve with a continuously changing tangent angle and with an associated focus and the generating curve as an arc of a circle or one is determined as a polynomial curve of the second to fifth degree or as a free-form curve. According to a preferred embodiment, the hybrid prism is designed as a body, and the hybrid prism enables two-fold total reflection or four-fold total reflection at the inner boundary surfaces, the hybrid prism
- im Falle der zweifachen Totalreflexion an den inneren Grenzflächen eine als Installationsraum nutzbare Lücke aufweist und eine ringförmige Bildfläche mit einem Innendurchmesser bewirkt, und - in the case of double total reflection at the inner boundary surfaces, has a gap that can be used as an installation space and produces an annular image surface with an inner diameter, and
- im Falle der vierfachen Totalreflexion an den inneren Grenzflächen eine in sich geschlossene Lücke und eine ununterbrochene Bildfläche bewirkt, wobei der Körper, bezogen auf die vordere und hintere Grenzfläche des rotationssymmetrischen Körpers bikonvex, plankonvex, konkav-konvex, plankonkav, bikonkav oder konvex-konkav oder mit einer diffraktiven Struktur ausgebildet ist. - In the case of fourfold total reflection at the inner boundary surfaces, a self-contained gap and an uninterrupted image surface are created, the body being biconvex, plano-convex, concave-convex, plano-concave, biconcave or convex-concave with respect to the front and rear boundary surface of the rotationally symmetrical body or is formed with a diffractive structure.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Hybridprisma According to a preferred embodiment, the hybrid prism is
- als hybrides Sammelprisma dazu ausgebildet, mittels einer erzeugenden konvexen Kurve in einem Längsabschnitt der Grenzfläche ein konvergentes Strahlenbündel mit einem Fokus zu erzeugen, oder - Designed as a hybrid collecting prism to generate a convergent beam with a focus by means of a generating convex curve in a longitudinal section of the interface, or
- als hybrides Zerstreuungsprisma dazu ausgebildet, mittels einer erzeugenden konkaven Kurve in einem Längsabschnitt der Grenzfläche ein divergentes Strahlenbündel mit einem Fokus zu erzeugen, wobei die inneren Grenzflächen einer Mehrzahl konzentrisch und koaxial zu der optischen Achse angeordneter Körper einer Anordnung jeweils unterschiedliche Neigungswinkel aufweisen und das plankonkave hybride Sammelprisma oder das plankonvexe hybride Zerstreuungsprisma für das Objektiv einer Kamera, eines Teleskops oder eines Mikroskops oder für einen Scheinwerfer ausgebildet sind. - Designed as a hybrid divergent prism to generate a divergent bundle of rays with a focus by means of a generating concave curve in a longitudinal section of the interface, the inner interfaces of a plurality of bodies of an arrangement arranged concentrically and coaxially to the optical axis each having different angles of inclination and the plano-concave hybrid collecting prism or the plano-convex hybrid diverging prism are designed for the lens of a camera, a telescope or a microscope or for a headlight.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Hybridprisma als Intraokularprisma für ein menschliches Auge mindestens zwei ringförmige, konzentrisch und koaxial zu der optischen Achse angeordnete Glaskörper auf, die untereinander eine Anordnung mit vorderen und hinteren Grenzflächen sowie mit inneren Grenzflächen bilden und die erzeugenden Kurven der Grenzflächen entweder als eine zusammenhängende Kurve oder als eine Fresnelstruktur jeweils mit einem Fokus auf der optischen Achse ausgebildet sind und die inneren Grenzflächen parallel zueinander mit einem einheitlichen Neigungswinkel bezüglich der optischen Achse ansteigen, sodass eine der inneren Grenzflächen eines zentralen Glaskörpers an eine andere der inneren Grenzflächen des jeweils nächstgrößeren ringförmigen Glaskörpers anschließt, welches Hybridprisma innerhalb eines Auges derart positionierbar ist, dass der Fokus des hybriden Intraokularprismas innerhalb des Auges gerade so weit von der Netzhaut entfernt ist, dass auf der von der Netzhaut gebildeten Bildfläche eine kreisförmige Lücke entsteht, die dem Durchmesser der Makula entspricht und die Strahlen des Strahlengangs unter Umgehung der Makula eine in sich vollständige Abbildung auf die die Makula umgebende gesunde Netzhaut projizieren. According to a preferred embodiment, the hybrid prism as an intraocular prism for a human eye has at least two ring-shaped glass bodies arranged concentrically and coaxially to the optical axis, which form an arrangement with front and rear interfaces and with inner interfaces and the generating curves of the interfaces either as a coherent curve or as a Fresnel structure each with a focus on the optical axis and the inner interfaces rise parallel to each other with a uniform angle of inclination with respect to the optical axis, so that one of the inner interfaces of a central glass body to another of the inner interfaces of the next larger ring-shaped glass body adjoins, which hybrid prism can be positioned within an eye in such a way that the focus of the hybrid intraocular prism is just so far removed from the retina within the eye that a circular gap is created on the image surface formed by the retina, which corresponds to the diameter of the macula and the rays of the beam path, bypassing the macula, form a complete image on the project the healthy retina surrounding the macula.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Hybridprisma ein Vakuum auf, das durch vier Grenzflächen zu einem zweischalig ausgebildeten Hüllkörper derart begrenzt wird, dass eine der inneren Grenzflächen eine zusammengesetzte erzeugende Kurve für eine konzentrisch und koaxial zu der optischen Achse angeordnete Spindel aufweist, welche erzeugende Kurve gerade Längsabschnitte mit einem Neigungswinkel gegenüber der optischen Achse sowie in mindestens einem Längsabschnitt der Länge des Hybridprismas eine Hyperbel oder eine Parabel aufweist, und dass eine der inneren Grenzflächen des Hybridprismas eine zusammengesetzte erzeugende Kurve für eine mit einem radialen Abstand konzentrisch und koaxial zu der Spindel angeordneten Hülse aufweist, welche erzeugende Kurve gerade Längsabschnitte mit einem Neigungswinkel gegenüber der optischen Achse sowie in mindestens einem Längsabschnitt der Länge eine Parabel oder Ellipse aufweist, und dass die vordere Grenzfläche und die hintere Grenzfläche des Hybridprismas jeweils an refraktiv oder diffraktiv oder refraktiv und diffraktiv ausgebildete Oberflächen einer Korrekturlinse anschließen, welches Hybridprisma dazu ausgebildet ist, die Strahlen des Strahlengangs von Röntgenstrahlen zumindest teilweise an der vorderen Korrekturlinse von der optischen Achse weg- und an der hinteren Korrekturlinse zu der optischen Achse hinzulenken und an den inneren Grenzflächen jeweils viermal totalzureflektieren, wobei die Spindel bevorzugt durch Permanentmagnete isotherm oder kryostatisch frei schwebend in der Hülse festgehalten ist oder durch ein Verbindungselement mit der Hülse verbunden ist, und wobei der zweischalig ausgebildete Hüllkörper bevorzugt aus Zerodur der Fa. Schott AG oder aus Metall ausgebildet ist. According to a preferred embodiment, the hybrid prism has a vacuum that is delimited by four interfaces to form a cladding body in such a way that one of the inner interfaces has a composite generating curve for a spindle arranged concentrically and coaxially to the optical axis, which generating curve is straight Longitudinal sections with an inclination angle with respect to the optical axis as well as a hyperbola or a parabola in at least one longitudinal section of the length of the hybrid prism, and that one of the inner boundary surfaces of the hybrid prism has a composite generating curve for a sleeve arranged concentrically and coaxially to the spindle at a radial distance which generating curve has straight longitudinal sections with an angle of inclination with respect to the optical axis and a parabola or ellipse in at least one longitudinal section of the length, and that the front boundary surface and the rear boundary surface of the hybrid prism each connect to refractive or diffractive or refractive and diffractive surfaces of a correction lens, which hybrid prism is designed to move the rays of the beam path of X-rays at least partially away from the optical axis on the front correction lens and towards the optical axis on the rear correction lens and completely reflecting four times at the inner boundary surfaces, the spindle preferably being held isothermally or cryostatically freely floating in the sleeve by permanent magnets or is connected to the sleeve by a connecting element, and the two-shell shell body preferably made of Zerodur from Schott AG or made of metal.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Hybridprisma innerhalb der Grenzflächen zumindest für einen vorgegebenen Wellenlängenbereich optisch dichter als außerhalb der Grenzflächen. According to a preferred embodiment, the hybrid prism is optically denser within the boundary surfaces, at least for a predetermined wavelength range, than outside the boundary surfaces.
Der Aufbau des Hybridprismas The structure of the hybrid prism
Das Hybridprisma hat bevorzugt einen einem Rotationsrhomboid ähnlichen rotationsymmetrischen Körper, an dem mindestens in einem Längsabschnitt eine erzeugende Kurve mit einem wechselnden Tangentenwinkel ausgebildet ist. Er weist für Licht und für Laserlicht im Wellenlängenbereich von 1400 nm bis 380 nm einen Glaskörper auf, der optisch dichter ist als die umgebende Materie und eine Brechzahl > 1 hat. Röntgenstrahlung, die Materie mit einer Wellenlänge von 1 nm bis 30 pm durchdringt, ist einer Phasenverschiebung unterworfen und wird teilweise absorbiert, sodass der tatsächliche Anteil der Brechzahl < 1 ist. Das Vakuum ist deshalb für die Röntgenstrahlung optisch dichter als die umgebende Materie. Dementsprechend wird der rotationssymmetrische Körper mit vier Grenzflächen durch einen optisch dünneren Hüllkörper allseitig begrenzt. Sowohl für Licht und Laserlicht als auch für Röntgenstrahlung bestimmen die vier Grenzflächen des rotationssymmetrischen Körpers zu der optisch dünneren Materie den Strahlengang derart, dass die von einem Objekt ausgehenden Strahlen in einem verketteten Strahlengang eine Abbildung des Objekts auf einer Bildfläche ermöglichen. Das Hybridprisma ist entweder als ein einzelner rotationssymmetrischer Körper ausgebildet oder besteht aus einer Mehrzahl koaxial und konzentrisch zu der optischen Achse angeordneter ringförmiger rotationssymmetrischer Körper, die untereinander zu einem Array verbunden sind. Die vordere und die hintere Grenzfläche des rotationssymmetrischen Körpers ist refraktiv und/oder diffraktiv ausgebildet, während die totalreflektierenden inneren Grenzflächen einen Neigungswinkel gegenüber der optischen Achse haben. Mindestens eine der vier Grenzflächen weist mindestens in einem Längsabschnitt ihrer Länge eine erzeugende Kurve mit einem kontinuierlich wechselnden Tangentenwinkel für den Fokus des rotationssymmetrischen Körpers auf. Die erzeugende Kurve ist als ein Kreisbogen oder als eine Polynomkurve zweiten bis fünften Grades oder als eine Freiformkurve ausgebildet. The hybrid prism preferably has one similar to a rotary rhomboid rotationally symmetrical body on which a generating curve with an alternating tangent angle is formed at least in one longitudinal section. It has a glass body for light and for laser light in the wavelength range from 1400 nm to 380 nm, which is optically denser than the surrounding matter and has a refractive index> 1. X-rays that penetrate matter with a wavelength of 1 nm to 30 pm are subject to a phase shift and are partially absorbed, so that the actual proportion of the refractive index is <1. The vacuum is therefore optically denser for the X-rays than the surrounding matter. Accordingly, the rotationally symmetrical body with four boundary surfaces is delimited on all sides by an optically thinner enveloping body. For light and laser light as well as for X-rays, the four interfaces between the rotationally symmetrical body and the optically thinner matter determine the beam path in such a way that the beams emanating from an object in a linked beam path enable the object to be depicted on an image surface. The hybrid prism is either designed as a single rotationally symmetrical body or consists of a plurality of annular rotationally symmetrical bodies which are arranged coaxially and concentrically to the optical axis and which are connected to one another to form an array. The front and rear boundary surfaces of the rotationally symmetrical body are refractive and / or diffractive, while the totally reflective inner boundary surfaces have an angle of inclination with respect to the optical axis. At least one of the four boundary surfaces has a generating curve with a continuously changing tangent angle for the focus of the rotationally symmetrical body in at least one longitudinal section of its length. The generating curve is designed as an arc of a circle or as a polynomial curve of the second to fifth degree or as a free-form curve.
Optische Systeme, die für sichtbares Licht mit einer Wellenlänge von 780 nm bis 380 nm ausgelegt sind, haben die Sonne oder eine LED-Anordnung als Strahlungsquelle, während ein Lidar System einen Laser aufweist, dessen Strahlungsquelle in einem Wellenlängenbereich von 1400 nm bis 400 nm liegt und in den nicht sichtbaren Infrarotbereich hineinreicht. Als Strahlungsquelle für Röntgenstrahlung mit einer Wellenlänge von 1 nm bis 30 pm dient entweder eine Röntgenröhre oder ein Synchrotron mit einem Undulator. Als Strahlungsquelle sind allgemein auch Laser nutzbar, die ultraviolette Strahlung erzeugen. Hybridprismen für Licht und Laserlicht Optical systems that are designed for visible light with a wavelength of 780 nm to 380 nm have the sun or an LED arrangement as the radiation source, while a lidar system has a laser whose radiation source is in a wavelength range from 1400 nm to 400 nm and extends into the invisible infrared range. Either an X-ray tube or a synchrotron with an undulator is used as the radiation source for X-rays with a wavelength of 1 nm to 30 pm. Lasers that generate ultraviolet radiation can generally also be used as radiation sources. Hybrid prisms for light and laser light
Für Licht und für Laserlicht ist der rotationssymmetrische Körper als ein Glaskörper ausgebildet. Die Strahlen des verketteten Strahlengangs werden an den vier Grenzflächen des Glaskörpers derart umgelenkt, dass eine Lücke entsteht, die innerhalb des Strahlengangs einen Installationsraum bildet und eine ringförmige Bildfläche mit einem Innendurchmesser bewirkt. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des Hybridprismas wird diese Lücke in dem verketteten Strahlengang durch eine vierfache Totalreflexion an den inneren Grenzflächen des Glaskörpers geschlossen, sodass die Ausbildung einer kreisförmigen oder rechteckigen Bildfläche ermöglicht wird. Analog zu einer Linse sind die vordere und rückwärtige Seite des Glaskörpers entweder bikonvex, plankonvex, konkav-konvex, bikonkav, plankonkav oder konvex-konkav ausgebildet, wobei die Grenzflächen der Glaskörper eine Korrektur der chromatischen Aberration ermöglichen und die koaxial und konzentrisch zu der optischen Achse angeordneten ringförmigen Glaskörper eines Arrays untereinander einen Zwischenraum aufweisen, der für die Aufnahme eines optisch dünneren UV-Klebkitts vorgesehen ist. The rotationally symmetrical body is designed as a glass body for light and for laser light. The beams of the linked beam path are deflected at the four interfaces of the glass body in such a way that a gap is created which forms an installation space within the beam path and creates an annular image surface with an inner diameter. In a particularly advantageous embodiment of the hybrid prism, this gap in the concatenated beam path is closed by a fourfold total reflection at the inner boundary surfaces of the glass body, so that the formation of a circular or rectangular image area is made possible. Analogous to a lens, the front and rear sides of the glass body are either biconvex, plano-convex, concavo-convex, biconcave, plano-concave or convex-concave, the boundary surfaces of the glass body allowing a correction of the chromatic aberration and the coaxial and concentric to the optical axis arranged ring-shaped glass body of an array among each other have an interspace which is provided for receiving an optically thinner UV adhesive cement.
Vermeidung der chromatischen Aberration Avoiding the chromatic aberration
Mit einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des Hybridprismas gelingt es eine chromatische Aberration der Strahlen vollkommen zu vermeiden. Ein plankonkaves Sammelprisma mit einem Glaskörper konvergiert ein Parallelstrahlbündel allein durch Totalreflexion an einer erzeugenden konvexen Kurve der inneren, der optischen Achse abgewandten Grenzfläche des Rotationsrhomboids, wobei die hintere Grenzfläche des Glaskörpers konkav ausgebildet ist und eine Parabel als erzeugende Kurve hat. Ein plankonvexes Zerstreuungsprisma dagegen divergiert ein Parallelstrahlbündel allein durch Totalreflexion an einer erzeugenden konkaven Kurve der inneren, der optischen Achse abgewandten Grenzfläche des Rotationsrhomboids, wobei die hintere Grenzfläche des Glaskörpers konvex ausgebildet ist und eine Parabel als erzeugende Kurve hat. Dabei weisen die totalreflektierenden inneren Grenzflächen der Glaskörper eines Arrays jeweils unterschiedliche Neigungswinkel auf, sodass eine chromatische Aberration der Strahlen des verketteten Strahlengangs sowohl bei dem hybriden Sammelprisma als auch bei dem hybriden Zerstreuungsprisma ausgeschlossen ist und derartige Hybridprismen in besonderer Weise für das Objektiv einer Kamera, eines Teleskops oder eines Mikroskops und mit umgekehrtem Strahlengang für einen Scheinwerfer geeignet sind. Bevorzugt haben die vordere und hintere Grenzfläche eine diffraktive Struktur zur Beugung des Lichts. Bevorzugt haben die inneren Grenzflächen eine dichromatische oder polychromatische Beschichtung zur Korrektur der chromatischen Aberration. With a particularly advantageous embodiment of the hybrid prism, it is possible to completely avoid chromatic aberration of the rays. A plano-concave collecting prism with a glass body converges a parallel beam bundle solely by total reflection at a generating convex curve of the inner, the optical axis facing away from the boundary surface of the rotational rhomboid, whereby the rear boundary surface of the glass body is concave and has a parabola as generating curve. A plano-convex diverging prism, on the other hand, diverges a parallel beam bundle solely through total reflection at a generating concave curve of the inner, the optical axis facing away from the boundary surface of the rotational rhomboid, whereby the rear boundary surface of the vitreous is convex and has a parabola as a generating curve. The totally reflective inner boundary surfaces of the glass bodies of an array each have different angles of inclination, so that a chromatic aberration of the rays of the concatenated beam path is excluded both in the hybrid collecting prism and in the hybrid diverging prism and such hybrid prisms in a special way for the lens of a camera, a Telescope or a microscope and with the opposite beam path are suitable for a headlight. The front and rear interfaces preferably have a diffractive structure for diffraction of the Light. The inner interfaces preferably have a dichromatic or polychromatic coating to correct the chromatic aberration.
Das hybride Intraokularprisma The hybrid intraocular prism
Bei einer bevorzugten Ausführungsvariante betrifft das optische System ein menschliches Auge mit einem hybriden Intraokularprisma, das aus mindestens zwei ringförmigen, konzentrisch und koaxial zu der optischen Achse angeordneten Glaskörpern besteht. Für Patienten, die an einer Makuladegeneration leiden, kann das Intraokularprisma die Sehkraft wiederherstellen. Zwei oder mehrere Glaskörper bilden untereinander ein Array, bei dem die inneren totalreflektierenden Grenzflächen mit einem einheitlichen Neigungswinkel bezüglich der optischen Achse ansteigen und jeweils parallel zueinander ausgerichtet sind, wobei die totalreflektierende Grenzfläche eines zentralen Glaskörpers an die totalreflektierende Grenzfläche eines nächst größeren ringförmigen Glaskörpers anschließt und der hintere Fokus des hybriden Intraokularprismas innerhalb des Auges gerade soweit von der Netzhaut beabstandet ist, dass auf der von der Netzhaut gebildeten Bildfläche eine kreisförmige Lücke entsteht, die dem Durchmesser der Makula entspricht, sodass die Strahlen des verketteten Strahlengangs unter Umgehung der Makula an der Augeninnenseite eine in sich vollständige Abbildung auf die die Makula umgebende gesunde Netzhaut projizieren. In a preferred embodiment variant, the optical system relates to a human eye with a hybrid intraocular prism which consists of at least two ring-shaped glass bodies arranged concentrically and coaxially with respect to the optical axis. For patients suffering from macular degeneration, the intraocular prism can restore vision. Two or more glass bodies form an array with one another, in which the inner totally reflective boundary surfaces rise at a uniform angle of inclination with respect to the optical axis and are each aligned parallel to one another, the totally reflective boundary surface of a central glass body adjoining the totally reflective boundary surface of the next larger ring-shaped glass body and the The rear focus of the hybrid intraocular prism within the eye is just far enough away from the retina that a circular gap is created on the image area formed by the retina, which corresponds to the diameter of the macula, so that the rays of the interlinked beam path bypassing the macula on the inside of the eye project a complete image onto the healthy retina surrounding the macula.
Lidar Systeme Lidar systems
Bei einer bevorzugten Ausführungsvariante des Hybridprismas ist das optische System als ein Lidar-System mit einer Sendeeinheit und mit einer Empfängereinheit ausgebildet. Die Sendeeinheit besteht aus einer Strahlungsquelle für einen Laser mit gepulstem Licht und aus einem Filterelement zur Herstellung von weißem Licht sowie aus einem hybriden Sammelprisma mit einem Glaskörper, das als Scheinwerfer dazu ausgebildet ist, das Parallelstrahlbündel des Laserstrahls mit einem Durchmesser von 1 ,5 mm bis 6 mm zu einem konvergenten Strahlenbündel zu transformieren und innerhalb des Glaskörpers für den Scheinwerfer auf einen Fokus zu konzentrieren, sodass das Lidar-Licht als divergentes Strahlenbündel mit einem Öffnungswinkel von 20-30 Grad den Bereich vor einem Fahrzeug ausleuchten kann. Die Empfängereinheit besteht aus einer Kamera, deren Objektiv ein Array aus einer Mehrzahl von konzentrisch und koaxial zu dem hybriden Sammelprisma der Sendeeinheit angeordneter ringförmiger rotationssymmetrischer Körper aufweist und dazu ausgebildet ist, die von einem Objekt reflektierten Strahlen des gepulsten Lichts über den Fokus des Objektivs auf einen ringförmigen Lidar-Sensor zu projizieren, sodass das Lidar System Objekte im Vorfeld eines Fahrzeugs in Echtzeit erfassen und erkennen kann und gleichzeitig den Fahrzeuginsassen als Abblendlicht dient und in das Scheinwerfergehäuse eines Fahrzeugs eingebaut werden kann. Bei einer alternativen Ausführungsform für das Lidar System wird das Vorfeld des Fahrzeugs mittels einer Mehrzahl von Scheinwerfern für gepulstes Laserlicht gezielt ausgeleuchtet, wobei bei Gegenverkehr einzelne Scheinwerfer abgeschaltet werden, um Blendung zu vermeiden. Jeder der Scheinwerfer hat eine optischen Achse für den Laser, für ein Filterelement und für den Glaskörper eines hybriden Sammelprismas, der den Laserstrahl gezielt verteilt. Die Empfängereinheit für das von der Umgebung und von den Objekten reflektierte Licht besteht aus einer in sich starren Kamera mit einem Lidar-Sensor, deren Objektiv von den Laser-Scheinwerfern umgeben ist. Die reflektierten Lichtstrahlen können von der Kamera mit einem Bildwinkel von bis zu 72 Grad erfasst und als ein Parallelstrahlbündel auf den CCD-Sensor der Kamera gelenkt werden. In a preferred embodiment of the hybrid prism, the optical system is designed as a lidar system with a transmitter unit and a receiver unit. The transmission unit consists of a radiation source for a laser with pulsed light and a filter element for the production of white light as well as a hybrid collecting prism with a glass body, which is designed as a headlamp, the parallel beam of the laser beam with a diameter of 1.5 mm to 6 mm to transform into a convergent bundle of rays and to concentrate on a focus within the glass body for the headlight so that the lidar light can illuminate the area in front of a vehicle as a divergent bundle of rays with an opening angle of 20-30 degrees. The receiver unit consists of a camera, the objective of which has an array of a plurality of annular, rotationally symmetrical bodies arranged concentrically and coaxially with the hybrid collecting prism of the transmitter unit and is designed to capture the rays of the reflected from an object To project pulsed light via the focus of the lens onto a ring-shaped lidar sensor, so that the lidar system can detect and recognize objects in front of a vehicle in real time and at the same time serve the vehicle occupants as low beam and can be installed in the headlight housing of a vehicle. In an alternative embodiment for the lidar system, the area in front of the vehicle is illuminated in a targeted manner by means of a plurality of headlights for pulsed laser light, with individual headlights being switched off in oncoming traffic in order to avoid glare. Each of the headlights has an optical axis for the laser, for a filter element and for the glass body of a hybrid collecting prism that distributes the laser beam in a targeted manner. The receiver unit for the light reflected from the surroundings and from the objects consists of a rigid camera with a lidar sensor, the lens of which is surrounded by the laser headlights. The reflected light beams can be captured by the camera with an image angle of up to 72 degrees and directed as a parallel beam onto the camera's CCD sensor.
Hybridprismen für Röntgenstrahlung Hybrid prisms for X-rays
Mit einem realen Anteil der Brechzahl < 1 ist für Röntgenstrahlung das Vakuum optisch dichter als die umgebende Materie. Deshalb weist ein rotationssymmetrischer Körper für Röntgenstrahlung im Wellenlängenbereich von 0,1-5 nm ein Vakuum auf, das vier Grenzflächen zu einem optisch dünneren, zweiteilig ausgebildeten Hüllkörper hat, der von einer konzentrisch und koaxial zu der optischen Achse angeordneten Spindel sowie von einer mit einem radialen Abstand zu der Spindel angeordneten Hülse gebildet wird. Der rotationssymmetrische Körper weist eine zusammengesetzte erzeugende Kurve für die konzentrisch und koaxial zu der optischen Achse angeordnete Spindel auf. Die erzeugende Kurve der Spindel besteht aus geraden Längsabschnitten jeweils mit einem konstanten Neigungswinkel gegenüber der optischen Achse und in mindestens einem Längsabschnitt der Länge aus einer Hyperbel oder Parabel. Die erzeugende Kurve für die Hülse des Hüllkörpers besteht ebenfalls aus geraden Längsabschnitten mit einem konstanten Neigungswinkel gegenüber der optischen Achse und in mindestens einem Längsabschnitt der Länge aus einer Parabel oder einer Ellipse. Die vordere und die hintere Grenzfläche des rotationssymmetrischen Körpers wird jeweils von einer refraktiv und/oder diffraktiv ausgebildeten Oberfläche einer Korrekturlinse gebildet, sodass die Röntgenstrahlung an der vorderen Korrekturlinse von der optischen Achse weg- und an der hinteren Korrekturlinse zu der optischen Achse hingelenkt und an den beiden von der Spindel und der Hülse gebildeten Grenzflächen des rotationssymmetrischen Körpers jeweils viermal totalreflektiert wird. Mit dieser Anordnung gelingt es, den Kondensor und die bildgebende Optik eines Röntgenmikroskops in einem von einem hybriden Sammelprisma gebildeten Objektiv zusammenzufassen und Röntgenstrahlung, die als ein brillantes, monochromatisches Parallelstrahlbündel aus einem Synchrotron mit Undulator ausgekoppelt wird, exakt auf einen Brennpunkt kleiner-gleich 0,1 mm zu fokussieren. Für Röntgenstrahlung, die als ein leicht divergentes Strahlenbündel aus dem Synchrotron ausgekoppelt wird, ist das hybride Kondensorprisma als Objektiv vorgesehen, um die Röntgenstrahlung auf einen Brennpunkt kleiner-gleich 0,1 mm zu fokussieren und mittels eines CCD-Sensors auf der Bildfläche des Röntgenmikroskops eine mikroskopische Abbildung eines durchleuchteten Objekts herzustellen. Bezüglich der Anordnung und Größe des zu untersuchenden Objekts besteht dabei eine bisher nicht gekannte Freiheit. Die Korrekturlinsen am vorderen und hinteren Ende eines Hybridprismas verbessern die Abbildungsqualität erheblich, indem sie mögliche Winkeltangentenfehler im Zusammenhang mit dem streifenden Einfall der Röntgenstrahlung an Spindel und Hülse des Hüllkörpers begrenzen. Die Spindel des Hüllkörpers wird entweder berührungslos oder mittels von Verbindungsstegen in der Hülse festgehalten. Die Verwendung eines Hybridprismas als ein Objektiv für Röntgenstrahlung eröffnet der Röntgenanalyse neuartige bildgebende Verfahren, die den ganzen Querschnitt eines Parallelstrahlbündels bzw. den gesamten Strahlenkegel eines divergenten Strahlenbündels für die Durchstrahlung eines Objekts und damit auch für die Aufzeichnung einer in sich vollständigen Abbildung des Objekts nutzen können. Das Anwendungsspektrum des neuartigen bildgebenden Verfahrens für die Röntgenanalyse reicht von der Strukturbiologie über die Grenz- und Oberflächenphysik bis hin zur Atom- und Molekülphysik. With a real proportion of the refractive index <1, the vacuum is optically denser for X-rays than the surrounding matter. Therefore, a rotationally symmetrical body for X-rays in the wavelength range of 0.1-5 nm has a vacuum that has four interfaces to an optically thinner, two-part envelope body, which is composed of a spindle arranged concentrically and coaxially to the optical axis and one with a radial distance to the spindle arranged sleeve is formed. The rotationally symmetrical body has a composite generating curve for the spindle which is arranged concentrically and coaxially to the optical axis. The generating curve of the spindle consists of straight longitudinal sections each with a constant angle of inclination with respect to the optical axis and in at least one longitudinal section of the length of a hyperbola or parabola. The generating curve for the sleeve of the enveloping body also consists of straight longitudinal sections with a constant angle of inclination with respect to the optical axis and in at least one longitudinal section of the length of a parabola or an ellipse. The front and rear boundary surfaces of the rotationally symmetrical body are each formed by a refractive and / or diffractive surface of a correction lens, so that the X-rays are deflected away from the optical axis at the front correction lens and towards the optical axis at the rear correction lens and towards the both of the spindle and The boundary surfaces of the rotationally symmetrical body formed by the sleeve are each totally reflected four times. With this arrangement, it is possible to combine the condenser and the imaging optics of an X-ray microscope in an objective formed by a hybrid collecting prism, and X-rays, which are coupled out as a brilliant, monochromatic parallel beam bundle from a synchrotron with an undulator, exactly to a focal point less than or equal to 0, 1mm to focus. For X-rays, which are coupled out of the synchrotron as a slightly divergent bundle of rays, the hybrid condenser prism is provided as an objective to focus the X-rays on a focal point less than or equal to 0.1 mm and, by means of a CCD sensor, on the image surface of the X-ray microscope to produce a microscopic image of an illuminated object. With regard to the arrangement and size of the object to be examined, there is a previously unknown freedom. The correction lenses at the front and rear ends of a hybrid prism considerably improve the image quality by limiting possible angular tangent errors in connection with the grazing incidence of the X-ray radiation on the spindle and sleeve of the enveloping body. The spindle of the enveloping body is held in the sleeve either without contact or by means of connecting webs. The use of a hybrid prism as an objective for X-rays opens up new imaging methods for X-ray analysis, which can use the entire cross-section of a parallel beam or the entire beam cone of a divergent beam to penetrate an object and thus also to record a complete image of the object . The application spectrum of the new imaging method for X-ray analysis ranges from structural biology to boundary and surface physics to atomic and molecular physics.
Medizinische Röntgengeräte Medical X-ray equipment
Bei einem Röntgengerät wird die Strahlungsquelle von einer Röntgenröhre mit einer punktförmigen Strahlungsquelle gebildet, die ein divergentes Strahlenbündel mit einem nutzbaren Öffnungswinkel kleiner-gleich 10 Grad als harte Röntgenstrahlung im Bereich von 25 keV bis zu 125 keV emittiert. Innerhalb der Röntgenröhre ist ein Objektiv für die Röntgenstrahlung angeordnet, das als ein hybrides Kondensorprisma ausgebildet ist, dessen vorderer Fokus deckungsgleich mit der punktförmig angenommenen Strahlungsquelle der Röntgenröhre angeordnet wird. Das Kondensorprisma ist dazu ausgebildet, die Röntgenstrahlung mittels der vorderen Korrekturlinse zu homogenisieren und an den Grenzflächen des rotationssymmetrischen Körpers in einem verketteten Strahlengang mit vierfacher Totalreflexion auf einen hinteren Fokus der hinteren Korrekturlinse zu konzentrieren. Anschließend wird ein von einem Körper oder Körperteil gebildetes Objekt durchleuchtet. Das Röntgengerät kann z.B. als ein Tomograf ausgebildet werden, der um das Objekt rotiert, sodass mittels eines Zellendetektors auf einer zylindrischen Bildfläche scharfe Schichtbilder des Objekts empfangen werden können. In an X-ray device, the radiation source is formed by an X-ray tube with a point-shaped radiation source that emits a divergent beam with a usable aperture angle less than or equal to 10 degrees as hard X-ray radiation in the range from 25 keV to 125 keV. An objective for the X-ray radiation is arranged within the X-ray tube, which lens is designed as a hybrid condenser prism, the front focus of which is arranged congruently with the radiation source of the X-ray tube assumed to be punctiform. The condenser prism is designed to homogenize the X-ray radiation by means of the front correction lens and to concentrate at the boundary surfaces of the rotationally symmetrical body in a chained beam path with fourfold total reflection on a rear focus of the rear correction lens. Then an object formed by a body or body part is x-rayed. The X-ray device can be designed, for example, as a tomograph that rotates around the object, so that sharp slice images of the object can be received on a cylindrical image surface by means of a cell detector.
Röntgenmikroskope X-ray microscopes
Bei einem Röntgenmikroskop weist das optische System ein hybrides Sammelprisma auf und ist dazu ausgebildet, das an einem Synchrotron mit einem Undulator ausgekoppelte monochromatische Parallelstrahlbündel mit einem Strahldurchmesser von 1 ,0 mm bis 10 mm als harte Röntgenstrahlung im Bereich von 10 keV bis zu 125 keV mittels eines Objektivs, das von dem hybriden Sammelprismas gebildet wird, auf einen der hinteren Grenzfläche zugeordneten Fokus des rotationssymmetrischen Körpers zu konzentrieren. Anschließend wird ein divergentes Strahlenbündel auf eine Bildfläche projiziert, um eine mikroskopische Aufnahme des von dem Parallelstrahlbündel der Röntgenstrahlung durchstrahlten Objekts mittels eines CCD-Sensors einer CCD-Kamera zu erhalten. Alternativ kann das optische System des Röntgenmikroskops ein hybrides Kondensorprisma aufweisen. Das Kondensorprisma vereinigt in sich die Funktion eines Kondensors und eines bildgebenden Objektivs, wobei zunächst das von einem Synchrotron emittierte divergente Strahlenbündel der Röntgenstrahlung im Bereich von 10 keV bis zu 125 keV auf einen der hinteren Grenzfläche zugeordneten Fokus des rotationssymmetrischen Körpers konzentriert wird, um anschließend auf einer Bildfläche eine mikroskopische Aufnahme des von dem divergenten Strahlenbündel der Röntgenstrahlung durchstrahlten Objekts mittels des CCD-Sensors einer CCD-Kamera zu erhalten. In the case of an X-ray microscope, the optical system has a hybrid collecting prism and is designed to use the monochromatic parallel beam bundle with a beam diameter of 1.0 mm to 10 mm, coupled out at a synchrotron with an undulator, as hard X-ray radiation in the range from 10 keV to 125 keV of an objective, which is formed by the hybrid collecting prism, to concentrate on a focus of the rotationally symmetrical body assigned to the rear boundary surface. A divergent bundle of rays is then projected onto an image surface in order to obtain a microscopic image of the object through which the parallel bundle of x-rays irradiated by means of a CCD sensor of a CCD camera. Alternatively, the optical system of the X-ray microscope can have a hybrid condenser prism. The condenser prism combines the function of a condenser and an imaging lens, whereby first the divergent bundle of X-rays emitted by a synchrotron in the range from 10 keV to 125 keV is concentrated on a focus of the rotationally symmetrical body assigned to the rear interface, and then on an image area to obtain a microscopic image of the object through which the divergent bundle of rays of the X-ray radiation irradiated by means of the CCD sensor of a CCD camera.
Röntgenteleskope X-ray telescopes
Bei einem terrestrisch oder satellitengestützten Röntgenteleskop hat das hybride Sammelprisma einen Durchmesser von mindestens 1 m und ist dazu ausgebildet, Röntgenstrahlung im Bereich von 0,1 keV bis 2,0 keV, die von bekannten und unbekannten Strahlungsquellen emittiert wird, mittels einer CCD-Kamera abzubilden. Die totalreflektierenden Grenzflächen des hybriden Sammelprismas werden von einer koaxial und konzentrisch zu der optischen Achse angeordneten Spindel und von einer die Spindel in einem radialen Abstand konzentrisch umgebenden Hülse gebildet, die mit inneren Grenzflächen das Vakuum definieren. Jeweils in einem Längsabschnitt ihrer Länge weisen die Spindel und die Hülse eine erzeugende Kurve für den rotationssymmetrischen Körper auf. An den inneren Grenzflächen des rotationssymmetrischen Körpers wird die Röntgenstrahlung in einem verketteten Strahlengang jeweils viermal totalreflektiert und auf einen hinteren Fokus konzentriert, sodass anschließend auf der Bildfläche des optischen Systems mittels des CCD-Sensors einer CCD-Kamera eine Abbildung der Strahlungsquelle aufgezeichnet werden kann. In a terrestrial or satellite-based X-ray telescope, the hybrid collecting prism has a diameter of at least 1 m and is designed to use a CCD camera to image X-rays in the range from 0.1 keV to 2.0 keV, which are emitted by known and unknown radiation sources . The totally reflective boundary surfaces of the hybrid collecting prism are formed by a spindle arranged coaxially and concentrically to the optical axis and by one of the spindle Formed in a radial distance concentrically surrounding sleeve, which define the vacuum with inner interfaces. The spindle and the sleeve each have a generating curve for the rotationally symmetrical body in a longitudinal section of their length. At the inner boundary surfaces of the rotationally symmetrical body, the X-ray radiation is totally reflected four times in a linked beam path and concentrated on a rear focus, so that an image of the radiation source can then be recorded on the image surface of the optical system using the CCD sensor of a CCD camera.
Fusionsreaktoren Fusion reactors
Durchdringt Röntgenstrahlung ein Vakuum, kommt es zu einer Phasenverschiebung der Röntgenstrahlung, die eine Brechzahl kleiner als 1 bewirkt. Diese Phasenverschiebung kann auch die Ursache der Turbulenzen sein, die in Fusionsreaktoren zu einer Energieeinschlusszeit von nur wenigen Millisekunden führt, sodass die Zündung des Plasmas, d.h. die Kernfusion, nicht in Gang kommen kann. In dem Plasma bewirkt a- Strahlung die Aufheizung des Plasmas, während durch die Abgabe von g-Strahlung ein kontinuierlicher Wärmestrom von dem heißen Kern des Plasmas in Richtung der Behälterwand stattfindet. In einer besonders vorteilhaften Ausführung der Erfindung wird Röntgenstrahlung mittels einer Mehrzahl von Hybridprismen von außen nach innen in das Plasma injiziert. Die von außen zugeführte Röntgenstrahlung erfährt ebenfalls eine Phasenverschiebung im Plasma, sodass Resonanzeffekte innerhalb der relativistischen Teilchenbewegung eine Temperaturerhöhung im Plasma bewirken können um die Energieeinschlusszeit z. B. bei einem Tokomak-Reaktor deutlich zu erhöhen, sodass eine Fusionsreaktion mit einer positiven Energiebilanz auch bei kleineren Reaktorbehältern möglich erscheint. If X-rays penetrate a vacuum, there is a phase shift in the X-ray radiation, which causes a refractive index of less than 1. This phase shift can also be the cause of the turbulence, which in fusion reactors leads to an energy containment time of only a few milliseconds, so that the ignition of the plasma, i.e. nuclear fusion, cannot start. In the plasma, a-radiation causes the plasma to be heated, while the emission of g-radiation results in a continuous flow of heat from the hot core of the plasma in the direction of the container wall. In a particularly advantageous embodiment of the invention, X-ray radiation is injected into the plasma from the outside to the inside by means of a plurality of hybrid prisms. The externally supplied X-ray radiation also experiences a phase shift in the plasma, so that resonance effects within the relativistic particle movement can cause a temperature increase in the plasma to reduce the energy confinement time e.g. B. can be increased significantly in a Tokomak reactor, so that a fusion reaction with a positive energy balance appears possible even with smaller reactor vessels.
In einer ersten vorteilhaften Ausführungsvariante für einen Fusionsreaktor besteht das optische System aus einer Mehrzahl von hybriden Kondensorprismen, die mit einer kurzen Brennweite ausgebildet sind. Der Brennpunkt ist jeweils unmittelbar hinter der hinteren Grenzfläche angeordnet, sodass sich im Anschluss an den Brennpunkt ein divergentes Strahlenbündel bildet und eine Anordnung einer Mehrzahl derartiger Kondensorprismen dazu ausgebildet ist, Röntgenstrahlung als divergente Strahlenbündel im Inneren des Fusionsreaktors in das Plasma zu injizieren, um eine Wechselwirkung mit den Teilchen des Plasmas zu induzieren. Durch die permanente Einleitung externer Energie in das Plasma kann das Temperaturgefälle zwischen dem extrem heißen Inneren des Plasmas und dem relativ dazu weniger heißen, dem Reaktorbehälter zugewandten Bereich des Plasmas, verringert werden, sodass unerwünschte turbulente Strömungen in dem Plasma vermieden werden und dadurch die Energieeinschlusszeit verlängert wird. Dabei kann der Fusionsreaktor selbst für eine Trägheitsfusion oder als Tokomak-Reaktor für eine elektromagnetisch induzierte Fusion ausgelegt werden. Die bereits erwähnten Resonanzeffekte aus der Wechselwirkung zwischen inneren Teilchenbewegungen und mittels der Röntgenstrahlung zusätzlich angeregten Teilchenbewegungen sind geeignet die Energieeinschlusszeit zu verlängern. In a first advantageous embodiment variant for a fusion reactor, the optical system consists of a plurality of hybrid condenser prisms which are designed with a short focal length. The focal point is arranged immediately behind the rear boundary surface, so that a divergent bundle of rays is formed after the focal point and an arrangement of a plurality of such condenser prisms is designed to inject x-rays as divergent bundles of rays into the plasma inside the fusion reactor in order to create an interaction to induce with the particles of the plasma. Through the permanent introduction of external energy into the plasma the temperature gradient between the extremely hot interior of the plasma and the relatively less hot area of the plasma facing the reactor vessel can be reduced, so that undesired turbulent flows in the plasma are avoided and the energy containment time is extended. The fusion reactor itself can be designed for inertial fusion or as a Tokomak reactor for electromagnetically induced fusion. The already mentioned resonance effects from the interaction between internal particle movements and particle movements additionally excited by means of the X-ray radiation are suitable for extending the energy confinement time.
Bei einerweiteren Ausführungsvariante des Fusionsreaktors sind einer Mehrzahl von hybriden Kondensorprismen für hochenergetische Röntgenstrahlen im Bereich von z.B. jeweils 20 keV an der Außenschale eins Druckbehälters angeordnet und haben einen gemeinsamen Brennpunkt in der Mitte einer Wasserstoffkapsel. Die Kollision der Röntgenstrahlen erzeugt ein Plasma bei dem die Kerne der schweren Isotope des Wasserstoffs Deuterium und Tritium zu dem chemischen Element Flelium fusioniert werden, sodass sich eine von dem gemeinsamen Brennpunkt der Kondensorprismen im Zentrum der Wasserstoffkapsel ausgehende Schockwelle von innen nach außen ausbreitet. Dabei verläuft die fluiddynamische Expansion des Plasmas langsamer als die Fusion der Kerne selbst, sodass die Fusion einige Sekunden lang andauern kann und deshalb einen Energieüberschuss erzeugt. In a further variant of the fusion reactor, a plurality of hybrid condenser prisms for high-energy X-rays in the range of e.g. 20 keV each are arranged on the outer shell of a pressure vessel and have a common focal point in the middle of a hydrogen capsule. The collision of the X-rays creates a plasma in which the nuclei of the heavy isotopes of hydrogen, deuterium and tritium, are fused to the chemical element flelium, so that a shock wave emanating from the common focus of the condenser prisms in the center of the hydrogen capsule propagates from the inside to the outside. The fluid dynamic expansion of the plasma is slower than the fusion of the nuclei themselves, so that the fusion can last for a few seconds and therefore generates an excess of energy.
Bei einer bevorzugten Ausführungsvariante für einen Fusionsreaktor weist das optische System eine konzentrische radiale Anordnung von mehreren Kondensorprismen für einen Petawatt Laser auf. Am Helmholz-Zentrum GSI für Schwerionen-Forschung in Darmstadt ist ein derartiger High-Energy Laser mit der Bezeichnung "Phelix-Laser" dazu ausgebildet, Plasmazustände der Materie zu erzeugen. Mit einer Wellenlänge von 527 nm arbeitet der Laser mit hochintensiver Ultraviolett-Strahlung außerhalb des für das menschliche Auge wahrnehmbaren Lichts. Deshalb wird im Rahmen der Erfindung ein Hybridprisma für einen derartiger Laser vorgeschlagen. Das Hybridprisma ist als ein Kondensorprisma ausgebildet und weist einen Hüllkörper mit vier Grenzflächen zu optisch dichterer Materie auf. Der Hüllkörper wird von einer inneren, konzentrisch zu der optischen Achse ausgebildeten Spindel und von einer umgebenden Hülse gebildet, die untereinander einen evakuierten Hohlraum in Form eines Rotationsrhomboids einschließen. Die Spindel und die Hülse können jeweils aus dem Werkstoff Zerudur der Firma Schott hergestellt werden. Der Brennpunkt des hybriden Kondensorprismas ist auf der äußeren Mantelfläche einer von einer Metallfolie umhüllten Wasserstoffkapsel für die schweren Isotope Deuterium und Tritium des Wasserstoffs angeordnet. Durch isochtones Heizen der Metallfolie im Bereich des Brennpunkts bildet sich ein Plasma, das sich mit eine Schockwelle ausgehend von der äußeren Metallfolie in das Innere der Wasserstoffkapsel ausbreitet. Dabei werden die schweren Kerne des Wasserstoffs fusioniert, wobei die fluiddynamische Expansion des Plasmas langsamer abläuft als die Kernfusion selbst, sodass der Fusionsprozess einige Sekunden lang aufrecht erhalten werden kann um einen Energiegewinn zu erzielen. In a preferred embodiment variant for a fusion reactor, the optical system has a concentric radial arrangement of several condenser prisms for a Petawatt laser. At the Helmholz Center GSI for heavy ion research in Darmstadt, such a high-energy laser called "Phelix laser" is designed to generate plasma states of matter. With a wavelength of 527 nm, the laser works with high-intensity ultraviolet radiation outside of the light that can be perceived by the human eye. Therefore, within the scope of the invention, a hybrid prism for such a laser is proposed. The hybrid prism is designed as a condenser prism and has an enveloping body with four interfaces to optically denser matter. The enveloping body is formed by an inner spindle that is concentric to the optical axis and by a surrounding sleeve, which between one another enclose an evacuated cavity in the form of a rotational rhomboid. The spindle and the sleeve can each be made from the Schott material Zerudur. The focal point of the hybrid condenser prism is arranged on the outer surface of a hydrogen capsule wrapped in a metal foil for the heavy isotopes deuterium and tritium of hydrogen. By isochronous heating of the metal foil in the area of the focal point, a plasma is formed, which propagates with a shock wave from the outer metal foil into the interior of the hydrogen capsule. The heavy nuclei of the hydrogen are fused, the fluid dynamic expansion of the plasma taking place more slowly than the nuclear fusion itself, so that the fusion process can be sustained for a few seconds in order to gain energy.
Die Figuren zeigen unterschiedliche Ausführungsmöglichkeiten und Anwendungen der Erfindung. The figures show different possible embodiments and applications of the invention.
Es zeigen: Show it:
Fig. 1 oben den verketteten Strahlengang einer Intraokularlinse im Querschnitt, unten die Intraokularlinse aus zwei rotationssymmetrischen Körpern in einer perspektivischen Ausschnittsdarstellung, Fig. 1 above the linked beam path of an intraocular lens in cross section, below the intraocular lens made of two rotationally symmetrical bodies in a perspective detail view,
Fig. 2 die Intraokularlinse nach Fig. 1 in einem Querschnitt des menschlichen Auges, Fig. 3 eine Intraokularlinse aus vier rotationssymmetrischen Körpern in einer perspektivischen Ausschnittsdarstellung, FIG. 2 shows the intraocular lens according to FIG. 1 in a cross section of the human eye, FIG. 3 shows an intraocular lens made of four rotationally symmetrical bodies in a perspective detail view,
Fig. 4 oben eine Intraokularlinse aus vier rotationssymmetrischen Körpern mit einer Fresnelstruktur im Querschnitt entlang der optischen Achse x und unten in einer perspektivischen Ausschnittsdarstellung, 4 at the top an intraocular lens made of four rotationally symmetrical bodies with a Fresnel structure in cross section along the optical axis x and at the bottom in a perspective detail view,
Fig. 5 den zentralen rotationssymmetrischen Körper der Intraokularlinse nach Fig. 14 in einem Querschnitt, FIG. 5 shows the central rotationally symmetrical body of the intraocular lens according to FIG. 14 in a cross section,
Fig. 6 ein hybrides Sammelprisma frei von chromatischer Aberration als Einzelelement in einem Querschnitt, 6 shows a hybrid collecting prism free of chromatic aberration as a single element in a cross section,
Fig. 7 ein hybrides Sammelprisma als ein Array aus vier Glaskörpern frei von chromatischer Aberration in einem Querschnitt, 7 shows a hybrid collecting prism as an array of four glass bodies free of chromatic aberration in a cross section,
Fig. 8 ein hybrides Sammelprisma als ein Array aus fünf Glaskörpern frei von chromatischer Aberration in einem Querschnitt, 8 shows a hybrid collecting prism as an array of five glass bodies free of chromatic aberration in a cross section,
Fig. 9 ein hybrides Zerstreuungsprisma als ein Array aus drei ringförmigen Glaskörpern frei von chromatischer Aberration in einem Querschnitt, 9 shows a hybrid diverging prism as an array of three ring-shaped glass bodies free from chromatic aberration in a cross section,
Fig. 10 ein Lidar-System für infrarotes Licht in einem schematischen Querschnitt entlang der optischen Achse x, Fig. 11 ein Lidar-System als Scheinwerfer in einem schematischen Querschnitt entlang der optischen Achse x, 10 shows a lidar system for infrared light in a schematic cross section along the optical axis x, 11 shows a lidar system as a headlight in a schematic cross section along the optical axis x,
Fig. 12 das Lidarsystem nach Fig. 11 in einer perspektivischen Ausschnittsdarstellung, Fig. 13 den Scheinwerfer für ein Lidar-System in einem Querschnitt entlang der optischen Achse x, FIG. 12 shows the lidar system according to FIG. 11 in a perspective detail view, FIG. 13 shows the headlight for a lidar system in a cross section along the optical axis x,
Fig. 14 ein Lidar-System mit acht Scheinwerfern nach Fig. 13 in einer perspektivischen Ausschnittsdarstellung, 14 shows a lidar system with eight headlights according to FIG. 13 in a perspective detail view,
Fig. 15 das Lidar-System nach Fig. 14 oben in einer Ansicht, unten im schematischen Querschnitt, 15 shows the lidar system according to FIG. 14 at the top in a view, at the bottom in a schematic cross section,
Fig. 16 ein Objektiv für Röntgenstrahlung, das als ein hybrides Kondensorprisma mit diffraktiven Korrekturlinsen ausgebildet ist, in einem Querschnitt entlang der optischen Achse x, 16 shows an objective for X-rays, which is designed as a hybrid condenser prism with diffractive correction lenses, in a cross section along the optical axis x,
Fig. 17 das hybride Kondensorprisma für Röntgenstrahlung nach Fig. 16 in einer Ausschnittperspektive, FIG. 17 shows the hybrid condenser prism for X-rays according to FIG. 16 in a detail perspective,
Fig. 18 ein Objektiv für Röntgenstrahlung, das als ein hybrides Kondensorprisma mit refraktiven Korrekturlinsen ausgebildet ist, in einem Querschnitt entlang der optischen Achse x, 18 shows an objective for X-rays, which is designed as a hybrid condenser prism with refractive correction lenses, in a cross section along the optical axis x,
Fig. 19 das hybride Kondensorprisma für Röntgenstrahlung mit refraktiven Korrekturlinsen nach Fig. 18 in einer Ausschnittperspektive, 19 shows the hybrid condenser prism for X-rays with refractive correction lenses according to FIG. 18 in a detail perspective,
Fig. 20 ein Röntgengerät, das als ein Tomograf ausgebildet ist, mit einem hybriden Kondensorprisma innerhalb einer Röntgenröhre in einem schematischen Querschnitt, Fig. 21 ein Objektiv für Röntgenstrahlung, das als ein hybrides Sammelprisma mit diffraktiven Korrekturlinsen ausgebildet ist, in einem Querschnitt entlang der optischen Achse x, 20 shows an x-ray device designed as a tomograph with a hybrid condenser prism within an x-ray tube in a schematic cross section; Axis x,
Fig. 22 ein Objektiv für Röntgenstrahlung, das als ein hybrides Sammelprisma mit refraktiven Korrekturlinsen ausgebildet ist, in einem Querschnitt entlang der optischen Achse x, 22 shows an objective for X-ray radiation, which is designed as a hybrid collecting prism with refractive correction lenses, in a cross section along the optical axis x,
Fig. 23 ein Röntgenmikroskop, dessen Objektiv von einem hybriden Sammelprisma nach Fig. 21-22 und dessen Strahlungsquelle von einem Synchrotron gebildet wird, in einer schematischen Perspektive, 23 shows an X-ray microscope, the objective of which is formed by a hybrid collecting prism according to FIGS. 21-22 and the radiation source of which is formed by a synchrotron, in a schematic perspective,
Fig. 24 ein Röntgenteleskop mit einem hybriden Sammelprisma in einer perspektivischen Ausschnittsdarstellung, Fig. 25 zeigt ein hybrides Kondensorprisma mit kurzer Brennweite, das dazu ausgebildet ist, innerhalb des Druckbehälters eines Fusionsreaktors ein divergentes Strahlenbündel in das Plasma zu injizieren, im schematischen Querschnitt, 24 shows an X-ray telescope with a hybrid collecting prism in a perspective detail view, 25 shows a hybrid condenser prism with a short focal length, which is designed to inject a divergent bundle of rays into the plasma within the pressure vessel of a fusion reactor, in a schematic cross section.
Fig. 26 zeigt einen Fusionsreaktor mit vier hybriden Kondensorprismen für Röntgenstrahlen die einen gemeinsamen Brennpunkt im Mittelpunkt eines kugelförmigen Druckbehälters haben im schematischen Querschnitt, 26 shows a fusion reactor with four hybrid condenser prisms for X-rays which have a common focal point in the center of a spherical pressure vessel in a schematic cross section,
Fig. 27 zeigt eine Anordnung einer Mehrzahl von hybriden Kondensorprismen an einem Fusionsreaktor deren Brennpunkte für Laserstrahlen an der Oberfläche einer Wasserstoffkapsel liegen in der perspektivischen Ausschnittsdarstellung. 27 shows an arrangement of a plurality of hybrid condenser prisms on a fusion reactor, the focal points of which for laser beams lie on the surface of a hydrogen capsule in the perspective detail view.
Fig. 1 zeigt ein Hybridprisma 1, das als ein hybrides Sammelprisma 12 ausgebildet ist und z.B. als ein Intraokularprisma 22 in ein menschliches Auge eingesetzt werden kann, sodass, wie in Fig. 2 gezeigt, ein optische System 2 gebildet wird. Das Intraokularprima 22 besteht aus zwei Glaskörpern 10, die untereinander ein Array 101 bilden und jeweils einen rotationssymmetrischen Körper P mit einer vorderen Grenzfläche a, zwei einander gegenüberliegenden inneren Grenzflächen b,c mit einem Neigungswinkel a gegenüber der optischen Achse x sowie mit einer hinteren Grenzfläche d aufweisen. Die vorderen und die hinteren Grenzflächen a,d der rotationssymmetrischen Körper P sind konvex ausgebildet und weisen in einem Längsabschnitt f der Länge e des Hybridprismas 1 jeweils einen kontinuierlich wechselnden Tangentenwinkel ß auf. Der vordere Fokus Fa auf der optischen Achse x bezieht sich auf eine virtuelle bikonvexe Linse, deren Vorderseite die vordere Grenzfläche a des hybriden Sammelprismas 12 bildet und einen Kreisbogen als erzeugende Kurve y aufweist, während der hintere Fokus Fd des hybriden Sammelprismas 12 ebenfalls auf der optischen Achse x liegt und eine Parabel als erzeugende Kurve y hat. Die Strahlen S, die ausgehend von einem Objekt Q als divergentes Strahlenbündel SD mit einem Öffnungswinkel d auf das Intraokularprima 22 treffen, werden an der vorderen Grenzfläche a gebrochen und an den inneren Grenzflächen b,c jeweils zweimal totalreflektiert, um an der hinteren Grenzfläche d erneut gebrochen und als konvergentes Strahlenbündel SK auf den Fokus Fd konzentriert zu werden. Der verkettete Strahlengang mit den Beispielstrahlen A,B weist eine Lücke G auf, die als Installationsraum z.B. für den Sensor eines Blutzuckermeßgeräts genutzt werden kann und, wie in Fig. 2 gezeigt, auf der Netzhaut 223 eine ringförmige Bildfläche F mit einem inneren Durchmesser D bewirkt, sodass die Ausblendung der degenerierten Makula 222 ermöglicht wird. Die perspektivische Ausschnittsdarstellung des Intraokularprimas 22 zeigt Haptiken 220 für den Einbau in ein menschliches Auge. 1 shows a hybrid prism 1 which is designed as a hybrid collecting prism 12 and can be inserted into a human eye, for example as an intraocular prism 22, so that, as shown in FIG. 2, an optical system 2 is formed. The intraocular prime 22 consists of two glass bodies 10, which form an array 101 with one another and each have a rotationally symmetrical body P with a front boundary surface a, two opposing inner boundary surfaces b, c with an angle of inclination a with respect to the optical axis x and with a rear boundary surface d exhibit. The front and rear boundary surfaces a, d of the rotationally symmetrical bodies P are convex and each have a continuously changing tangent angle β in a longitudinal section f of length e of the hybrid prism 1. The front focus Fa on the optical axis x relates to a virtual biconvex lens, the front side of which forms the front boundary surface a of the hybrid collecting prism 12 and has an arc of a circle as the generating curve y, while the rear focus Fd of the hybrid collecting prism 12 is also on the optical one Axis x lies and has a parabola as the generating curve y. The rays S, which, starting from an object Q, strike the intraocular prima 22 as a divergent bundle of rays SD with an opening angle d, are refracted at the front interface a and totally reflected twice at the inner interfaces b, c, and again at the rear interface d to be refracted and concentrated as a convergent beam SK on the focus Fd. The interlinked beam path with the example beams A, B has a gap G, which can be used as an installation space, for example for the sensor of a blood glucose meter and, as shown in FIG so that the degenerate macula 222 can be masked out. The perspective A detail representation of the intraocular prime 22 shows haptics 220 for installation in a human eye.
Fig. 2 zeigt den Querschnitt durch ein menschliches Auge, bei dem die Augenlinse durch ein künstliches Intraokularprisma 22, das dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel entspricht, ersetzt wurde. Mit den Flaptiken 220 wird das Intraokularprisma 22 in den Kapselsack 221 des Auges eingesetzt. Das von einem Objekt Q reflektierte Licht L trifft auf das Intraokularprisma 22 und wird in einem verketteten Strahlengang an der vorderen Grenzfläche a gebrochen und, wie in Fig. 1 gezeigt, an den inneren Grenzflächen b,c jeweils zweimal totalreflektiert um an der hinteren Grenzfläche d auf den Fokus Fd konzentriert zu werden. Der Fokus Fd des konvergenten Strahlenbündels SK liegt innerhalb des Auges und ist so weit von der Netzhaut 223 entfernt, dass die von einem Objekt Q reflektierten Strahlen S unter Umgehung der degenerierten Makula 222 eine in sich vollständige Abbildung des Objekts Q auf einer von der Netzhaut 223 gebildeten ringförmigen Bildfläche F mit einem inneren Durchmesser D ermöglichen. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass alle Bildinformationen eines Objekts Q in einer Objektebene von den Rezeptoren der Netzhaut 223 aufgenommen werden können. Nach dem Ersatz der Augenlinse durch das hybride Intraokularprisma 22 in einer Kataraktoperation wird der Patient zunächst ein Bild mit einer zentralen Fehlstelle wahrnehmen, das jedoch alle Bildinformationen enthält. Es besteht die begründete Hoffnung, dass der Patient nach einer Eingewöhnungszeit aufgrund einer neuronalen Anpassungsleistung des neuronalen Netzwerks der Sehnerven und des Gehirns wieder ein vollständiges Bild ohne jede Fehlstelle wahrnehmen kann. FIG. 2 shows the cross section through a human eye in which the eye lens has been replaced by an artificial intraocular prism 22, which corresponds to the exemplary embodiment shown in FIG. With the flaptics 220, the intraocular prism 22 is inserted into the capsular bag 221 of the eye. The light L reflected by an object Q strikes the intraocular prism 22 and is refracted in a concatenated beam path at the front boundary surface a and, as shown in FIG to be concentrated on the focus Fd. The focus Fd of the convergent beam SK lies within the eye and is so far away from the retina 223 that the rays S reflected by an object Q, bypassing the degenerated macula 222, produce a complete image of the object Q on one of the retina 223 formed annular image area F with an inner diameter D allow. This ensures that all of the image information of an object Q can be recorded by the receptors of the retina 223 in an object plane. After replacing the eye lens with the hybrid intraocular prism 22 in a cataract operation, the patient will first perceive an image with a central flaw, which however contains all the image information. There is well-founded hope that, after a period of acclimatization, the patient will be able to perceive a complete picture again without any flaws due to a neural adaptation performance of the neural network of the optic nerves and the brain.
Fig. 3 zeigt ein hybrides Intraokularprisma 22 mit einem Array 101, das von insgesamt vier konzentrisch und koaxial zu der optischen Achse x angeordneten Glaskörpern 10 gebildet wird. Während die vorderen Grenzflächen a eine zusammenhängende sphärische Wölbung aufweisen, sind die hinteren Grenzflächen d mit einer Fresnelstruktur z ausgebildet. 3 shows a hybrid intraocular prism 22 with an array 101 which is formed by a total of four glass bodies 10 arranged concentrically and coaxially with respect to the optical axis x. While the front boundary surfaces a have a coherent spherical curvature, the rear boundary surfaces d are designed with a Fresnel structure z.
Fig. 4 oben zeigt ein Array 101 aus vier Glaskörpern 10, die untereinander zu einer Fresnelstruktur z verbunden sind, in einem Querschnitt entlang der optischen Achse x. Das als ein Array 101 aus vier rotationssymmetrischen Körpern P aufgebaute Hybridprisma 1 ist als ein hybrides Sammelprisma 12 ausgebildet und fokussiert das parallele Strahlenbündel SP mit den Beispielstrahlen A,B in einem verketteten Strahlengang mit zweimaliger Totalreflexion an den inneren Grenzflächen b,c der von Glaskörpern 10 gebildeten rotationssymmetrischen Körpern P auf einen Fokus Fd. 4 at the top shows an array 101 of four glass bodies 10, which are connected to one another to form a Fresnel structure z, in a cross section along the optical axis x. That constructed as an array 101 from four rotationally symmetrical bodies P Hybrid prism 1 is designed as a hybrid collecting prism 12 and focuses the parallel beam SP with the example beams A, B in a concatenated beam path with double total reflection at the inner interfaces b, c of the rotationally symmetrical bodies P formed by glass bodies 10 on a focus Fd.
Fig.4 unten zeigt das von vier Glaskörpern 10 gebildete Array 101 für ein Intraokularprisma 22 in einer schematischen Ausschnittperspektive. Der verkettete Strahlengang weist eine Lücke G auf, die, wie in Fig. 2 gezeigt, eine Projektion der Strahlen S des Lichts L auf eine ringförmige Bildfläche F ermöglicht, die von der Netzhaut 223 rund um die Makula 222 gebildet wird. Über den Abstand des Fokus Fd zu der Netzhaut 223 wird der innere Durchmesser D, der von der Netzhaut 223 gebildeten ringförmigen Bildfläche F definiert. Die einzelnen rotationssymmetrischen Glaskörper 10 können in einem 3D-Druckverfahren mit einem Femto-Sekundenlaser aus transparentem Kunststoff so hergestellt werden, dass sich jeweils zwischen den einzelnen Rotationsrhomboiden optisch wirksame Grenzflächen c,b ausbilden. The bottom of FIG. 4 shows the array 101 formed by four glass bodies 10 for an intraocular prism 22 in a schematic detail perspective. The concatenated beam path has a gap G which, as shown in FIG. 2, enables the rays S of the light L to be projected onto an annular image surface F which is formed by the retina 223 around the macula 222. The inner diameter D of the annular image area F formed by the retina 223 is defined via the distance between the focus Fd and the retina 223. The individual rotationally symmetrical glass bodies 10 can be produced in a 3D printing process with a femto-second laser from transparent plastic in such a way that optically effective interfaces c, b are formed between the individual rotational rhomboids.
Fig. 5 zeigt den zentralen Glaskörper 10 für ein hybrides Intraokularprisma 22 nach Fig. 1-4, das jeweils als ein Array 101 aus mindestens zwei Einzelelementen 100 aufgebaut ist. Der rotationssymmetrische Körper P hat eine vordere konvexe Grenzfläche a, zwei innere Grenzflächen b,c und eine hintere konvexe Grenzfläche d. Die Strahlen S des Lichts L werden als ein Parallelstrahlbündel SP mit den Beispielstrahlen A,B an der vorderen Grenzfläche a gebrochen und an den inneren Grenzflächen b,c jeweils zweimal totalrefektiert. Mit der konvexen hinteren Grenzfläche d des rotationssymmetrischen Körpers P gelingt es die einzelnen Lichtfarben an dem Fokus Fd wieder zusammenzuführen. FIG. 5 shows the central glass body 10 for a hybrid intraocular prism 22 according to FIGS. 1-4, each of which is constructed as an array 101 from at least two individual elements 100. The rotationally symmetrical body P has a front convex boundary surface a, two inner boundary surfaces b, c and a rear convex boundary surface d. The rays S of the light L are refracted as a parallel bundle of rays SP with the example rays A, B at the front boundary surface a and each time totally refracted twice at the inner boundary surfaces b, c. With the convex rear boundary surface d of the rotationally symmetrical body P, it is possible to bring the individual light colors back together at the focus Fd.
Fig. 6 zeigt ein hybrides Sammelprisma 12, das von einem Glaskörper 10 mit einer zentralen Lücke G gebildet wird. Der als rotationssymmetrischer Körper P ausgebildete Glaskörper 10 hat eine Länge e und weist in einem konvexen Längsabschnitt f der inneren Grenzfläche c eine von einer Parabel gebildete erzeugende Kurve y mit einem zugehörenden Fokus Fc auf, wobei die konkave hintere Grenzfläche d eine Parabel als erzeugende Kurve y hat. Das hybride Sammelprisma 12 eignet sich für unterschiedliche optische Systeme und kann z.B. als Objektiv für eine Kamera, für ein Teleskop oder für ein Mikroskop verwendet werden. Mit einer Strahlungsquelle Q in dem Brennpunkt Fc kann das hybride Sammelprisma 12 mit einem umgekehrten Strahlengang, als Scheinwerfer genutzt werden, der perfekt kollimiertes Licht L abstrahlt. 6 shows a hybrid collecting prism 12 which is formed by a glass body 10 with a central gap G. The glass body 10 designed as a rotationally symmetrical body P has a length e and in a convex longitudinal section f of the inner boundary surface c has a generating curve y formed by a parabola with an associated focus Fc, the concave rear boundary surface d being a parabola as generating curve y Has. The hybrid collecting prism 12 is suitable for different optical systems and can be used, for example, as an objective for a camera, for a telescope or for a microscope. With a radiation source Q at the focal point Fc For example, the hybrid collecting prism 12 with an inverted beam path can be used as a headlight which emits perfectly collimated light L.
Fig. 7 zeigt das hybride Sammelprisma 12 nach Fig. 6 als zentralen Glaskörper 10 eines Arrays 101 , das von drei weiteren rotationssymmetrischen Körpern P gebildet wird, die den zentralen Glaskörper 10 koaxial und konzentrisch zu der optischen Achse x umgeben. Das Array 101 mit insgesamt vier Glaskörpern 10 hat eine Länge e, die jeweils in einem konvexen Längsabschnitt f der inneren Grenzfläche c eine von einer erzeugenden parabolischen Kurve y gebildete Wölbung aufweist, um das Parallelstrahlbündel SP mit den Beispielstrahlen A,B auf einen der Grenzfläche c zugeordneten Fokus Fc zu konzentrieren. Dabei sind die Grenzflächen b,c nicht parallel zueinander angeordnet, sodass zwischen den einzelnen rotationssymmetrischen Körpern P Fugen entstehen, die mit einem UV-Klebstoffkitt ausgefüllt sind. Die hintere Grenzfläche d ist konkav ausgebildet, sodass die Beispielstrahlen A,B des konvergenten Strahlenbündels SK die Grenzfläche d ungebrochen durchqueren. Das hybride Sammelprisma 12 ist für das Objektiv 28 einer Kamera ebenso geeignet wie mit umgekehrtem Strahlengang für einen Scheinwerfer mit einer Strahlungsquelle Q in dem Brennpunkt Fc, der perfekt kollimiertes Licht L abstrahlt. FIG. 7 shows the hybrid collecting prism 12 according to FIG. 6 as a central glass body 10 of an array 101, which is formed by three further rotationally symmetrical bodies P which surround the central glass body 10 coaxially and concentrically with respect to the optical axis x. The array 101 with a total of four glass bodies 10 has a length e, each of which has a curvature formed by a generating parabolic curve y in a convex longitudinal section f of the inner boundary surface c in order to direct the parallel beam SP with the example beams A, B onto one of the boundary surface c focus assigned focus fc. The boundary surfaces b, c are not arranged parallel to one another, so that joints are created between the individual rotationally symmetrical bodies P which are filled with a UV adhesive cement. The rear boundary surface d is concave so that the example rays A, B of the convergent beam SK traverse the boundary surface d uninterrupted. The hybrid collecting prism 12 is just as suitable for the objective 28 of a camera as, with the reverse beam path, for a headlight with a radiation source Q at the focal point Fc, which emits perfectly collimated light L.
Fig. 8 zeigt eine vereinfachte Form des in Fig. 7 beschriebenen hybriden Sammelprismas 12, das von fünf konzentrisch und koaxial zu der optischen Achse x angeordneten rotationssymmetrischen Körpern P gebildet wird. Das Sammelprisma 12 hat eine Länge e und weist in einem konvex ausgebildeten Längsabschnitt f der inneren Grenzfläche c eine erzeugende konvexe Kurve y auf, die als Parabel ausgebildet ist.FIG. 8 shows a simplified form of the hybrid collecting prism 12 described in FIG. 7, which is formed by five rotationally symmetrical bodies P arranged concentrically and coaxially to the optical axis x. The collecting prism 12 has a length e and, in a convex longitudinal section f of the inner boundary surface c, has a generating convex curve y which is designed as a parabola.
Die hinteren Grenzflächen d der rotationssymmetrischen Körper P weisen eine zusammenhängende konkave Wölbung auf, die von einer erzeugenden Parabel gebildet wird. Die inneren Grenzflächen b,c eines Rotationsparaboloids P weisen jeweils unterschiedliche Neigungswinkel a gegenüber der optischen Achse auf und sind nicht parallel zueinander angeordnet, sodass zwischen den einzelnen Glaskörpern 10 des Arrays 101 offene Fugen gebildet werden, die mit einem UV-Klebstoffkitt ausgefüllt sind. Jeweils der konvexe Längsabschnitt f der inneren Grenzfläche c bewirkt die Konzentration auf den Fokus Fc. Das Parallelstrahlbündel SP hat eine Lücke G, die von dem zentralen Glaskörper 10 gebildet wird. Das Sammelprisma kann als Konzentratorelement für einen Sonnenkollektor oder mit einem umgekehrten verketteten Strahlengang als Scheinwerfer 29 mit einer Strahlungsquelle Q in dem Fokus Fc genutzt werden. The rear boundary surfaces d of the rotationally symmetrical body P have a coherent concave curvature which is formed by a generating parabola. The inner boundary surfaces b, c of a paraboloid of revolution P each have different angles of inclination a with respect to the optical axis and are not arranged parallel to one another, so that open joints are formed between the individual glass bodies 10 of the array 101, which are filled with a UV adhesive cement. The convex longitudinal section f of the inner boundary surface c in each case brings about the concentration on the focus Fc. The parallel beam SP has a gap G which is formed by the central glass body 10. The collecting prism can be used as a concentrator element for a solar collector or with an inverted one Chained beam path can be used as a headlight 29 with a radiation source Q in the focus Fc.
Fig. 9 zeigt das Array 101 eines hybriden Zerstreuungsprismas 13, das aus drei Glaskörpern 10 aufgebaut ist, in einem Querschnitt entlang der optischen Achse x. Das Zerstreuungsprisma 13 hat eine Länge e und weist in einem konkaven Längsabschnitt f der inneren Grenzfläche c eines jeden rotationssymmetrischen Körpers P eine von einer Parabel gebildete erzeugende Kurve y auf. Die inneren Grenzflächen b,c sind nicht parallel zueinander ausgerichtet, sodass zwischen den einzelnen Glaskörpern 10 offene Fugen gebildet werden, die mit einem UV-Klebstoffkitt ausgefüllt sind. Das Zerstreuungsprisma 13 konvergiert das Parallelstrahlbündel SP mit den Beispielstrahlen A,B zu einem divergenten Strahlendbündel SD mit einem Öffnungswinkel d und mit einem virtuellen Fokus Fc. Der mittlere Glaskörper 10 hat eine Lücke G in dem divergenten Strahlenbündel SD, die als Installationsraum genutzt werden kann. 9 shows the array 101 of a hybrid diverging prism 13, which is constructed from three glass bodies 10, in a cross section along the optical axis x. The diverging prism 13 has a length e and has a generating curve y formed by a parabola in a concave longitudinal section f of the inner boundary surface c of each rotationally symmetrical body P. The inner boundary surfaces b, c are not aligned parallel to one another, so that open joints are formed between the individual glass bodies 10, which are filled with a UV adhesive putty. The diverging prism 13 converges the parallel beam SP with the example beams A, B to a divergent beam end bundle SD with an opening angle d and with a virtual focus Fc. The middle glass body 10 has a gap G in the divergent beam SD, which can be used as an installation space.
Fig. 10 zeigt ein optisches System 2, das als ein Lidar-System 23 mit einer Sendeeinheit und mit einer Empfängereinheit ausgebildet ist, in einem schematischen Querschnitt. Die Sendeeinheit besteht aus einem Laser 230 und aus einem hybriden Sammelprisma 12, das als ein Scheinwerfer 29 den von dem Laser 230 emittierten Laserstrahl aus infrarotem Licht L jeweils vierfach totalreflektiert und auf einen Fokus Fd konzentriert, von dem aus sich die Laserstrahlen in einem divergenten Strahlenbündel SD mit einem Öffnungswinkel d ausbreiten. An einem Objekt Q werden die Strahlen S des divergenten Strahlenbündels SD reflektiert und können von dem Objektiv 28 einer CCD-Kamera 280, das konzentrisch und koaxial zu dem Scheinwerfer 29 der Sendeeinheit angeordnet ist, empfangen werden. An den vorderen und hinteren Grenzflächen a,d der hybriden Sammellinse 12 wird das Parallelstrahlbündel SP zweimal gebrochen, während es an den inneren Grenzflächen b,c des rotationssymmetrischen Körpers P jeweils zweimal totalreflektiert wird, sodass es unter Bildung einer Lücke G auf einen Fokus Fd konzentriert und von dem Sensor 281 auf einer ringförmigen Bildfläche F empfangen wird. Der Laser 230 ist innerhalb der von dem verketteten Strahlengang gebildete Lücke G angeordnet. Der Sensor 281 der CCD-Kamera 280 ist ringförmig ausgebildet und weist einen zentralen, nicht belichteten Bereich mit einem Innendurchmesser D auf. Fig. 11 zeigt ein Lidar-System 23, bei dem, im Unterschied zu dem vorangehenden Ausführungsbeispiel, der Laser 230 und ein Filterelement 231 hinter dem ringförmigen Sensor 281 der CCD-Kamera 280 angeordnet sind. Das Objektiv 28 der CCD-Kamera 280 besteht aus zwei rotationssymmetrischen Körpern P, die untereinander ein Array 101 aus zwei Glaskörpern 10 bilden. Sowohl der von dem Laser 230 emittierte Laserstrahl als auch der Fokus Fd der hybriden Sammellinse 12 des Objektivs 28 der CCD-Kamera 280 liegen auf der optischen Achse x. Das Filterelement 231 wird von einem Filterelement 231 aus Phosphor gebildet. Die hybride Sammellinse 12 der Sendeeinheit ist innerhalb der von dem Objektiv 28 der CCD-Kamera 280 gebildeten Lücke G angeordnet, sodass Sender und Empfänger ein konzentrisch und koaxial zu der optischen Achse x angeordnetes Array 101 bilden. 10 shows an optical system 2, which is designed as a lidar system 23 with a transmitter unit and with a receiver unit, in a schematic cross section. The transmission unit consists of a laser 230 and a hybrid collecting prism 12 which, as a headlight 29, totally reflects the laser beam of infrared light L emitted by the laser 230 four times and concentrates it on a focus Fd, from which the laser beams emerge in a divergent beam Spread SD with an opening angle d. The rays S of the divergent beam SD are reflected on an object Q and can be received by the objective 28 of a CCD camera 280, which is arranged concentrically and coaxially with the headlight 29 of the transmitter unit. The parallel beam SP is refracted twice at the front and rear interfaces a, d of the hybrid converging lens 12, while it is totally reflected twice at the inner interfaces b, c of the rotationally symmetrical body P, so that it is concentrated on a focus Fd with the formation of a gap G and is received by the sensor 281 on an annular image area F. The laser 230 is arranged within the gap G formed by the concatenated beam path. The sensor 281 of the CCD camera 280 is annular and has a central, unexposed area with an inner diameter D. 11 shows a lidar system 23 in which, in contrast to the previous exemplary embodiment, the laser 230 and a filter element 231 are arranged behind the ring-shaped sensor 281 of the CCD camera 280. The objective 28 of the CCD camera 280 consists of two rotationally symmetrical bodies P, which together form an array 101 of two glass bodies 10. Both the laser beam emitted by the laser 230 and the focus Fd of the hybrid converging lens 12 of the objective 28 of the CCD camera 280 lie on the optical axis x. The filter element 231 is formed by a filter element 231 made of phosphor. The hybrid converging lens 12 of the transmitter unit is arranged within the gap G formed by the objective 28 of the CCD camera 280, so that the transmitter and receiver form an array 101 arranged concentrically and coaxially with respect to the optical axis x.
Fig. 12 zeigt das Lidar-System 23 nach Fig. 11 in einer perspektivischen Darstellung. Das hybride Sammelprisma 12 der als Scheinwerfer 29 ausgebildeten Sendeeinheit des Lidar-Systems 23 ist innerhalb der von dem Objektiv 28 gebildeten Lücke G der CCD- Kamera 280 angeordnet. Die hybride Sammellinse 12 bündelt noch innerhalb des Glaskörpers 10 des zentralen rotationssymmetrischen Körpers P den Laserstrahl auf einen Fokus Fd des hybriden Sammelprismas 12 der Sendeeinheit, sodass der Laserstrahl in ein divergentes Strahlenbündel SD mit einem Öffnungswinkel d aufgefächert wird. Wie in Fig. 10 und Fig. 11 gezeigt, werden die Laserstrahlen von einem Objekt O reflektiert und durchlaufen als reflektierte Strahlen S das Objektiv 28 der CCD-Kamera 280, wobei sie in einem verketteten Strahlengang jeweils zweimal totalreflektiert und auf einen der hinteren Grenzfläche d eines rotationssymmetrischen Körpers P zugeordneten Fokus Fd konzentriert werden, um anschließend von dem ringförmigen Lidar-Sensor 281 der CCD-Kamera 280 empfangen zu werden. FIG. 12 shows the lidar system 23 according to FIG. 11 in a perspective illustration. The hybrid collecting prism 12 of the transmitter unit of the lidar system 23 designed as a headlight 29 is arranged within the gap G of the CCD camera 280 formed by the objective 28. The hybrid converging lens 12 bundles the laser beam onto a focus Fd of the hybrid converging prism 12 of the transmitter unit while still inside the glass body 10 of the central rotationally symmetrical body P, so that the laser beam is fanned out into a divergent beam SD with an opening angle d. As shown in FIG. 10 and FIG. 11, the laser beams are reflected by an object O and pass through the objective 28 of the CCD camera 280 as reflected beams S, whereby they are each totally reflected twice in a linked beam path and onto one of the rear boundary surface d A focus Fd assigned to a rotationally symmetrical body P can be concentrated in order to be subsequently received by the annular lidar sensor 281 of the CCD camera 280.
Fig. 13 zeigt einen Scheinwerfer 29 für das in Fig. 14 und Fig. 15 dargestellte Lidar- System 23 in einem schematischen Querschnitt. Der von einem Laser 230 erzeugte Laserstrahl tritt an der vorderen Grenzfläche a in ein von einem Glaskörper 10 gebildetes hybrides Sammelprisma 12 als Parallelstrahlbündel Sp ein und wird an den inneren Grenzflächen b,c des Glaskörpers 10 jeweils viermal totalreflektiert, um innerhalb des Glaskörpers 10 auf einen Fokus Fd konzentriert zu werden und um den Glaskörper 10 an der hinteren Grenzfläche d als ein divergentes Strahlenbündel Sd mit einem Öffnungswinkel d zu verlassen. Die inneren Grenzflächen b,c des Glaskörpers 10 mit einer zentralen Lücke G weisen jeweils in einem Längsabschnitt f der Länge e eine erzeugende Kurve y für den rotationssymmetrischen Körper P auf. FIG. 13 shows a headlight 29 for the lidar system 23 shown in FIGS. 14 and 15 in a schematic cross section. The laser beam generated by a laser 230 enters a hybrid collecting prism 12 formed by a glass body 10 as a parallel beam Sp at the front boundary surface a and is totally reflected four times at the inner boundary surfaces b, c of the glass body 10 in order to focus on one inside the glass body 10 Focus Fd to be concentrated and to leave the glass body 10 at the rear boundary surface d as a divergent beam Sd with an opening angle d. The inner interfaces b, c of the glass body 10 with a central gap G each have a generating curve y for the rotationally symmetrical body P in a longitudinal section f of length e.
Fig. 14 zeigt ein Lidar-System 23 mit einer Sendeeinheit und einer Empfängereinheit in einer perspektivischen Ausschnittsdarstellung. Die Sendeeinheit wird von acht Scheinwerfern 29 für Laserlicht L gebildet, die dem in Fig. 13 beschriebenen Beispiel entsprechen und mit einem regelmäßigen Abstand um eine CCD-Kamera 280 und mit einem regelmäßigen Abstand gleichmäßig um das Objektiv 28 einer CCD-Kamera 280 angeordnet sind. Die CCD-Kamera 280 entspricht der im Stand der Technik aufgeführten Patentschrift DE 102017011 352 B4 für eine Kameramoduleinheit. 14 shows a lidar system 23 with a transmitting unit and a receiving unit in a perspective detail view. The transmission unit is formed by eight headlights 29 for laser light L, which correspond to the example described in FIG. The CCD camera 280 corresponds to the patent specification DE 102017011 352 B4 listed in the prior art for a camera module unit.
Fig. 15 zeigt das Lidar-System 23 nach Fig. 13-14, oben in einer schematischen Ansicht und unten in einem schematischen Querschnitt. Die acht Scheinwerfer 29 sind auf einem Kreis rund um das Objektiv 28 der CCD-Kamera 280 angeordnet und treten jeweils mit ihrer hinteren Grenzfläche d nach außen in Erscheinung. Wie in dem schematischen Querschnitt gezeigt, können die Scheinwerfer 29 einen einheitlichen Öffnungswinkel d aufweisen, wobei die optische Achse x jeweils in unterschiedliche Richtungen zeigt, sodass der Bildwinkel der Kamera, der bei diesem Ausführungsbeispiel 72 Grad beträgt, vollständig ausgeleuchtet wird. Alternativ können die Scheinwerfer 29 jeweils unterschiedliche Öffnungswinkel d aufweisen. Die CCD- Kamera 280 mit einem Lidar-Sensor 281 ist in sich starr ausgebildet und liefert Bilder in Echtzeit mit einer unendlichen Tiefenschärfe. 15 shows the lidar system 23 according to FIGS. 13-14, at the top in a schematic view and at the bottom in a schematic cross section. The eight headlights 29 are arranged in a circle around the lens 28 of the CCD camera 280 and each appear with their rear boundary surface d to the outside. As shown in the schematic cross section, the headlights 29 can have a uniform opening angle d, the optical axis x pointing in different directions so that the image angle of the camera, which in this exemplary embodiment is 72 degrees, is completely illuminated. Alternatively, the headlights 29 can each have different opening angles d. The CCD camera 280 with a lidar sensor 281 is inherently rigid and delivers images in real time with an infinite depth of field.
Fig. 16 zeigt ein Ojektiv 28 für Röntgenstrahlung R, das als ein hybrides Kondensorprisma 14 ausgebildet ist, dessen vorderer Fokus Fa deckungsgleich zu der punktförmig angenommenen Strahlungsquelle Q einer Röntgenröhre 21 angeordnet ist. Die Röntgenröhre 21 emittiert ein divergentes Strahlenbündel SD mit einem Öffnungswinkel d kleiner-gleich 10 Grad. Das Vakuum V ist optisch dichter als ein zweiteilig ausgebildeter Hüllkörper 11 für den rotationssymmetrischen Körper P mit den vier Grenzflächen a-d. Der Hüllkörper 11 wird von einer konzentrisch und koaxial zu der optischen Achse x angeordneten Spindel 111 und von einer die Spindel 111 mit einem radialen Abstand umgebenden Hülse 112 gebildet, wobei die vordere und die hintere Grenzfläche a,d jeweils dem Vakuum V zugewandt sind und Bestandteil einer diffraktiven Korrekturlinse 110 mit einem Durchmesser von 2-6 mm sind. Während die vordere Korrekturlinse 110 die Beispielstrahlen A,B des divergenten Strahlenbündels SD kaum merklich von der optischen Achse x weglenkt, werden sie an den inneren Grenzfläche b,c im streifenden Einfall insgesamt viermal total reflektiert, um an der hinteren Grenzfläche d der Korrekturlinse 110 präzise auf den Fokus Fd gebündelt zu werden. In zwei Längsabschnitten f der Länge e des hybriden Kondensorprismas 14 weist die Grenzfläche b eine erzeugende Kurve y für die Spindel 111 auf, die von einer Hyperbel gebildet wird, während die äußere Grenzfläche c in zwei Längsabschnitten f eine erzeugende Kurve y für die Hülse 112 aufweist, die von einer Parabel gebildet wird. Auf diese Weise gelingt es in den Längsabschnitten f mit wechselnden Tangentenwinkeln ß der Grenzflächen b,c die von der Strahlungsquelle Q ausgehende Röntgenstrahlung R exakt auf einen hinteren Fokus Fd zu konzentrieren. Durch die zusätzliche Beugung der Röntgenstrahlung R an den Korrekturlinsen 110 kann ein sehr exakter Fokus Fd mit einem Durchmesser kleiner-gleich 0,1 mm hergestellt werden. Der verkettete Strahlengang der Röntgenstrahlung R mit den Beispielstrahlen A,B weist eine zentrale Lücke G auf, die von einer Spindel 111 mit einem Installationsraum eingenommen wird. Eine berührungslose Lagerung der Spindel 111 in der Hülse 112 wird durch Permanentmagnete innerhalb des Installationsraums der Spindel 111 ermöglicht. 16 shows an objective 28 for X-ray radiation R, which is designed as a hybrid condenser prism 14, the front focus Fa of which is arranged congruently to the radiation source Q of an X-ray tube 21, which is assumed to be punctiform. The X-ray tube 21 emits a divergent beam SD with an opening angle d of less than or equal to 10 degrees. The vacuum V is optically denser than a two-part enveloping body 11 for the rotationally symmetrical body P with the four boundary surfaces ad. The enveloping body 11 is formed by a spindle 111 arranged concentrically and coaxially to the optical axis x and by a sleeve 112 surrounding the spindle 111 at a radial distance, the front and rear interfaces a, d each facing the vacuum V and being a component a diffractive correction lens 110 with a diameter of 2-6 mm. While the front correction lens 110 deflects the example rays A, B of the divergent beam SD barely noticeably away from the optical axis x, they are totally reflected at the inner boundary surface b, c in grazing incidence a total of four times in order to be precise at the rear boundary surface d of the correction lens 110 Focus Fd to get bundled. In two longitudinal sections f of length e of the hybrid condenser prism 14, the interface b has a generating curve y for the spindle 111, which is formed by a hyperbola, while the outer boundary surface c has a generating curve y for the sleeve 112 in two longitudinal sections f formed by a parabola. In this way, it is possible in the longitudinal sections f with changing tangent angles β of the boundary surfaces b, c to concentrate the x-ray radiation R emanating from the radiation source Q exactly onto a rear focus Fd. As a result of the additional diffraction of the x-ray radiation R at the correction lenses 110, a very precise focus Fd with a diameter of less than or equal to 0.1 mm can be produced. The linked beam path of the X-ray radiation R with the example beams A, B has a central gap G which is occupied by a spindle 111 with an installation space. A contactless mounting of the spindle 111 in the sleeve 112 is made possible by permanent magnets within the installation space of the spindle 111.
Fig. 17 zeigt das Kondensorprisma 14 für Röntgenstrahlung R nach Fig. 16 in einer Ausschnittperspektive mit Darstellung des verketteten Strahlengangs von der Strahlungsquelle Q bis zu dem der hinteren Korrekturlinse 110 zugeordneten Brennpunkt Fd, wobei die Beispielstrahlen A,B der Röntgenstrahlung R innerhalb des Vakuums V jeweils einer vierfachen Totalreflexion unterworfen sind. Das optisch dichtere Vakuum V hat innere Grenzflächen b,c zu einem zweiteilig ausgebildeten, optisch dünneren Hüllkörper 11 , der z.B. aus Metall oder Glas bestehen kann. 17 shows the condenser prism 14 for X-ray radiation R according to FIG. 16 in a detail perspective with a representation of the chained beam path from the radiation source Q to the focal point Fd assigned to the rear correction lens 110, the example rays A, B of the X-ray radiation R being within the vacuum V. are each subjected to fourfold total reflection. The optically denser vacuum V has inner interfaces b, c with a two-part, optically thinner enveloping body 11, which can consist of metal or glass, for example.
Fig. 18 zeigt den Längsschnitt eines hybriden Kondensorprismas 14, das als ein Ojektiv 28 für die von einer Strahlungsquelle Q ausgehende Röntgenstrahlung R ausgebildet ist. Das Ojektiv 28 weist einen zweiteiligen Hüllkörper 11 für den rotationssymmetrischen Körper P mit Vakuum V auf, der von einer die optische Achse x koaxial und konzentrisch umgebenden Spindel 111 und von einer die Spindel 111 mit einem Abstand umgebenden Hülse 112 gebildet wird. Das hybride Kondensorprisma 14 kann, wie in Fig. 20 gezeigt, innerhalb des Hochvakuums einer Röntgenröhre 21 mit dem vorderen Brennpunkt Fa deckungsgleich zu der als punktförmig angenommenen Strahlungsquelle Q der Röntgenröhre 21 angeordnet werden, sodass die Röntgenstrahlung R als divergentes Strahlenbündel SD mit einem nutzbaren Öffnungswinkel d kleiner-gleich 10 Grad im Vakuum V eine bikonvexe Korrekturlinse 110 z.B. aus Aluminium passiert, die die vordere Grenzfläche a des hybriden Kondensorprismas 14 bildet. Die Tatsache, dass das Vakuum für Röntgenstrahlung R optisch dichter ist als Materie, bedeutet für die Ausbildung refraktiver Linsen, dass im Vakuum Sammellinsen plankonkav oder bikonkav und Zerstreuungslinsen plankonvex oder bikonvex ausgebildet sind. Dementsprechend ist die vordere Korrekturlinse 110 bikonvex ausgebildet und lenkt die Beispielstrahlen A,B des Parallelstrahlbündels Sp der Röntgenstrahlung R kaum merklich von der optischen Achse x weg, während die hintere Korrekturlinse 110 des hybriden Kondensorprismas 14 bikonkav ausgebildet ist und die Beispielstrahlen A,B der Röntgenstrahlung R vollends auf den Fokus Fd konzentriert. Die eigentliche Bündelung auf den der hinteren Grenzfläche d zugeordneten Fokus Fd erfolgt jedoch im streifenden Einfall der Röntgenstrahlung R mit den Beispielstrahlen A,B, durch Totalreflexion an den inneren Grenzflächen b,c des rotationssymmetrischen Körpers P, die jeweils in zwei Längsabschnitten f der Länge e des hybriden Kondensorprismas 12 spiegelbildlich zur Mitte der Länge e angeordnete erzeugende Kurven y aufweisen, die an der Grenzfläche b der Spindel 111 als Hyperbel oder als Parabel und an der Grenzfläche c der Hülse 112 als Parabel oder als Ellipse ausgebildet sind. An den inneren Grenzflächen b,c werden die Beispielstrahlen A,B des von der Strahlungsquelle Q ausgehenden divergenten Strahlenbündels SD jeweils viermal totalreflektiert, bevor sie das hybride Kondensorprisma 14 an der, von einer bikonkaven Korrekturlinse 110 gebildeten Grenzfläche d, wieder verlassen und als konvergentes Strahlenbündel SK auf den Fokus Fd konzentriert werden. Mit einem derartigen hybriden Kondensorprisma 14, das, wie in Fig. 20 gezeigt, innerhalb des Hochvakuums einer Röntgenröhre 21 angeordnet ist, gelingt es, schärfere und detailliertere Röntgenaufnahmen herzustellen. 18 shows the longitudinal section of a hybrid condenser prism 14 which is designed as an objective 28 for the X-ray radiation R emanating from a radiation source Q. The objective 28 has a two-part enveloping body 11 for the rotationally symmetrical body P with vacuum V, which is formed by a spindle 111 coaxially and concentrically surrounding the optical axis x and by a sleeve 112 surrounding the spindle 111 at a distance. The hybrid condenser prism 14 can, as shown in FIG. 20, within the high vacuum of an X-ray tube 21 with the The front focal point Fa can be arranged congruently to the radiation source Q of the X-ray tube 21, which is assumed to be punctiform, so that the X-ray radiation R as a divergent beam SD with a usable opening angle d less than or equal to 10 degrees in the vacuum V passes a biconvex correction lens 110, e.g. made of aluminum, which passes the front one Interface a of the hybrid condenser prism 14 forms. The fact that the vacuum for X-ray radiation R is optically denser than matter means for the formation of refractive lenses that in the vacuum converging lenses are planoconcave or biconcave and diverging lenses are planoconvex or biconvex. Accordingly, the front correction lens 110 is biconvex and deflects the example beams A, B of the collimated beam Sp of the X-ray radiation R barely noticeably away from the optical axis x, while the rear correction lens 110 of the hybrid condenser prism 14 is biconcave and the example beams A, B of the X-ray radiation R fully concentrated on the focus Fd. The actual concentration on the focus Fd assigned to the rear boundary surface d, however, takes place in the grazing incidence of the X-ray radiation R with the example beams A, B, by total reflection at the inner boundary surfaces b, c of the rotationally symmetrical body P, which are each divided into two longitudinal sections f of length e of the hybrid condenser prism 12 have generating curves y which are arranged mirror-inverted to the center of the length e and which are designed as a hyperbola or as a parabola at the interface b of the spindle 111 and as a parabola or as an ellipse at the interface c of the sleeve 112. At the inner boundary surfaces b, c, the example beams A, B of the divergent beam SD emanating from the radiation source Q are each totally reflected four times before they leave the hybrid condenser prism 14 again at the boundary surface d formed by a biconcave correction lens 110 and as a convergent beam SK can be concentrated on the focus Fd. With such a hybrid condenser prism 14, which, as shown in FIG. 20, is arranged within the high vacuum of an X-ray tube 21, it is possible to produce sharper and more detailed X-ray recordings.
Fig. 19 zeigt das hybride Kondensorprisma 14 nach Fig. 18 in einer Ausschnittperspektive mit Darstellung des verketteten Strahlengangs der Röntgenstrahlung R mit den Beispielstrahlen A,B, die im Vakuum V innerhalb des von der Spindel 111 und der Hülse 112 gebildeten kapillaren rotationssymmetrischen Körper P geführt werden. Besteht der Hüllkörper 11 aus Metall, kann die Spindel 111 berührungslos, z.B. durch elektromagnetische Kräfte oder durch Supraleitung, innerhalb des Vakuums V freischwebend festgehalten werden, sodass eine vollständige Abbildung eines durchleuchteten Objekts ermöglicht wird. Das hybride Kondensorprisma 14 kann z.B. mit einer Länge e von 60 mm und mit einem Außendurchmesser von 20 mm aus Aluminium oder Glas hergestellt werden. Fig. 19 shows the hybrid condenser prism 14 according to will. If the enveloping body 11 is made of metal, the spindle 111 can be held in a free-floating manner within the vacuum V in a contactless manner, for example by electromagnetic forces or by superconductivity, so that a complete image of an illuminated object is made possible. The hybrid condenser prism 14 can be made of aluminum or glass, for example, with a length e of 60 mm and an outside diameter of 20 mm.
Fig. 20 zeigt ein Röntgengerät 25, das als ein Tomograf 250 ausgebildet ist, wobei die von der Röntgenröhre 21 gebildete Strahlungsquelle Q einschließlich eines hybriden Kondensorprismas 14, das einem der in Fig. 16-19 dargestellten Ausführungsbeispiele entspricht, innerhalb der mit einem Vakuum V beaufschlagten Röntgenröhre 21 angeordnet ist und in einer Drehbewegung um einen ringförmigen Hohlraum rotiert, durch den der als Objekt O bezeichnete Patient sukzessive hindurch geschoben wird. Die zylinderschalenförmige Bildfläche F weist einen Zellendetektor 251 auf, der schichtweise detaillierte, scharfe Röntgenbilder des Patienten liefert. Das optische System 2 für Röntgengeräte 25 jeder Art, weist ein von einem hybriden Kondensorprisma 14 gebildetes Objektiv 28 auf, sodass die Röntgendiagnostik durch detaillierte hochaufgelöste Röntgenaufnahmen wesentlich verbessert werden kann. 20 shows an X-ray device 25 which is designed as a tomograph 250, the radiation source Q formed by the X-ray tube 21 including a hybrid condenser prism 14, which corresponds to one of the exemplary embodiments shown in FIGS acted upon X-ray tube 21 is arranged and rotates in a rotary motion around an annular cavity through which the patient referred to as object O is pushed successively. The cylindrical-shell-shaped image area F has a cell detector 251 which provides detailed, sharp x-ray images of the patient in layers. The optical system 2 for X-ray devices 25 of all types has an objective 28 formed by a hybrid condenser prism 14, so that the X-ray diagnostics can be significantly improved by detailed, high-resolution X-ray recordings.
Fig. 21 zeigt ein Objektiv 28, das als ein hybrides Sammelprisma 12 ausgebildet ist, bei dem, wie in Fig. 23 gezeigt, die Strahlungsquelle Q ein Synchrotron 210 und einen Undulator 211 aufweist, der ein Parallelstrahlbündel SP mit einem einheitlichen Durchmesser von z.B. 1 mm mit einem hohen Photonenfluss und einer großen spektralen Brillanz erzeugt. An der vorderen, diffraktiv ausgebildeten Grenzfläche a der Korrekturlinse 110 tritt hier ein homogenisierter, kohärenter Röntgenstrahl als Parallelstrahlbündel SP in das Vakuum V ein und durchläuft an den inneren Grenzflächen b,c des Hüllkörpers 11 eine vierfache Totalreflexion, um an der hinteren diffraktiven Grenzfläche d zu dem Vakuum V als konvergentes Strahlenbündel SK mit einem Fokus Fd den rotationssymmetrischen Körper P zu verlassen. FIG. 21 shows an objective 28 which is designed as a hybrid collecting prism 12 in which, as shown in FIG mm with a high photon flux and great spectral brilliance. At the front, diffractive interface a of the correction lens 110, a homogenized, coherent X-ray beam enters the vacuum V as a parallel beam SP and passes through a fourfold total reflection at the inner interfaces b, c of the enveloping body 11 in order to arrive at the rear diffractive interface d leaving the vacuum V as a convergent bundle of rays SK with a focus Fd from the rotationally symmetrical body P.
Fig. 22 zeigt ein hybrides Sammelprisma 12 für Röntgenstrahlung R, das in seinem Aufbau im Wesentlichen dem in Fig. 21 gezeigten Ausführungsbeispiel entspricht, wobei der Unterschied die Ausbildung der Grenzflächen a,b betrifft. Das für Röntgenstrahlung R optisch dichtere Vakuum V hat zur Folge, dass die refraktive Korrekturlinse 110 an der vorderen Grenzfläche a des rotationssymmetrischen Körpers P bikonvex ausgebildet ist, um als Zerstreuungslinse zu wirken und die refraktive Korrekturlinse 110 an der hinteren Grenzfläche d des rotationssymmetrischen Körpers P bikonkav ausgebildet ist, um als Sammellinse zu wirken. Die eigentliche Bündelung der Röntgenstrahlung R mit den Beispielstrahlen A,B auf den der hinteren Grenzfläche d zugeordneten Fokus Fd erfolgt jedoch durch Totalreflexion im streifenden Einfall an den inneren Grenzflächen b,c des rotationssymmetrischen Körpers P, die in den Längsabschnitten f der Länge e des hybriden Sammelprisma 12 jeweils eine erzeugende Kurve y aufweisen, die an der Grenzfläche b der Spindel 111 als Hyperbel oder Parabel und an der Grenzfläche c der Hülse 112 als Parabel oder Ellipse ausgebildet sind. FIG. 22 shows a hybrid collecting prism 12 for X-ray radiation R, the structure of which essentially corresponds to the exemplary embodiment shown in FIG. 21, the difference relating to the formation of the interfaces a, b. The vacuum V, which is optically denser for X-ray radiation R, has the consequence that the refractive correction lens 110 at the front boundary surface a of the rotationally symmetrical body P. is formed biconvex to act as a divergent lens and the refractive correction lens 110 is formed biconcave at the rear boundary surface d of the rotationally symmetrical body P to act as a converging lens. The actual bundling of the X-ray radiation R with the example rays A, B on the focus Fd assigned to the rear boundary surface d, however, takes place by total reflection in grazing incidence at the inner boundary surfaces b, c of the rotationally symmetrical body P, which in the longitudinal sections f of the length e of the hybrid Collecting prism 12 each have a generating curve y, which are designed as a hyperbola or parabola at the interface b of the spindle 111 and as a parabola or ellipse at the interface c of the sleeve 112.
Fig. 23 zeigt ein Röntgenmikroskop 26 mit einem von einem hybriden Sammelprisma 12 gebildeten Objektiv 28 in einer schematischen perspektivischen Darstellung. Die Strahlungsquelle Q des Röntgenmikroskops 26 wird von einem Synchrotron 210 mit einem Undulator 211 gebildet, sodass ein homogenisierter monochromatischer Röntgenstrahl hoher spektraler Brillanz mit den Beispielstrahlen A,B und mit einem Durchmesser von 1-10 mm als Parallelstrahlbündel SP aus dem Synchrotron 210 ausgekoppelt werden kann und ein von einem Objektträger in einer Objektebene gehaltenes Objekt O durchstrahlt und anschließend von dem hybriden Sammelprisma 12, das einem der in Fig. 21-22 dargestellten Ausführungsbeispiele entspricht, auf einen Fokus Fd gebündelt wird, um danach als divergentes Strahlenbündel SD in einer Bildfläche F den CCD-Sensor 281 einer CCD-Kamera 280 lückenlos zu belichten. 23 shows an X-ray microscope 26 with an objective 28 formed by a hybrid collecting prism 12 in a schematic perspective illustration. The radiation source Q of the X-ray microscope 26 is formed by a synchrotron 210 with an undulator 211, so that a homogenized monochromatic X-ray beam of high spectral brilliance with the example beams A, B and with a diameter of 1-10 mm can be coupled out of the synchrotron 210 as a parallel beam SP and an object O held by an object carrier in an object plane is irradiated and then bundled onto a focus Fd by the hybrid collecting prism 12, which corresponds to one of the exemplary embodiments shown in FIGS to expose the CCD sensor 281 of a CCD camera 280 without any gaps.
Fig. 24 zeigt ein satellitengestütztes Röntgenteleskop 27 in der perspektivischen Ausschnittsdarstellung. Das Röntgenteleskop 27 hat ein Objektiv 28, das von einem hybriden Sammelprisma 12 gebildet wird und im Wesentlichen den in Fig. 21-22 dargestellten Ausführungsbeispielen entspricht. Das Objektiv 28 des Röntgenteleskops 27 hat jedoch einen Durchmesser von mindestens 1 m und besteht aus einer Schalenkonstruktion in Leichtbauweise. Die Strahlen S des Parallelstrahlbündels SP werden in dem von der Spindel 111 und der Hülse 112 gebildeten Rotationsparaboloid P jeweils viermal totalreflektiert, sodass sie in einer abbildungsgerechten Ordnung an der von einem CCD-Sensor 281 gebildeten Bildfläche F empfangen werden können.24 shows a satellite-supported X-ray telescope 27 in a perspective detail view. The X-ray telescope 27 has an objective 28 which is formed by a hybrid collecting prism 12 and essentially corresponds to the exemplary embodiments shown in FIGS. 21-22. The objective 28 of the X-ray telescope 27, however, has a diameter of at least 1 m and consists of a lightweight shell construction. The rays S of the parallel beam SP are each totally reflected four times in the paraboloid of revolution P formed by the spindle 111 and the sleeve 112, so that they can be received in an order appropriate to the image on the image area F formed by a CCD sensor 281.
Die Lücke G in dem verketteten Strahlengang der Röntgenstrahlung R wird von der Spindel 111 des Hüllkörpers 11 eingenommen, die ihrerseits einen Installationsraum für die technische Ausrüstung des Satelliten bildet. Im Unterschied zu der bisher üblichen Wolter-Optik genügt hier ein einzelnes hybrides Sammelprisma 12 zur Detektion und Aufzeichnung bekannter und unbekannter Strahlungsquellen im Weltraum. The gap G in the linked beam path of the X-ray radiation R is taken up by the spindle 111 of the enveloping body 11, which in turn provides an installation space for forms the technical equipment of the satellite. In contrast to the previously customary Wolter optics, a single hybrid collecting prism 12 is sufficient here for the detection and recording of known and unknown radiation sources in space.
Fig. 25 zeigt ein hybrides Kondensorprisma 14 mit kürzerer Brennweite als dem Abstand zwischen der hinteren Grenzfläche d und dem Brennpunkt Fd, das in unterschiedlichen Größen z.B. aus Zerodur, einem Glaskeramik-Werkstoff der Firma Schott, hergestellt werden kann. Das hybride Kondensorprisma 14 ist dazu ausgebildet, ein divergentes Strahlenbündel SD aus Röntgenstrahlen R in das Plasma 301 eines Fusionsreaktors 30 mit einem Vakuum V zu injizieren. In seinem geometrischen Aufbau entspricht das hybride Kondensorprisma 14 dem in Fig. 18 und Fig. 19 beschriebenen Ausführungsbeispiel. Die Röntgenstrahlen R haben eine nicht näher dargestellte Strahlungsquelle Q, die dem in Fig. 23 gezeigten Ausführungsbeispiel entspricht und ein Synchrotron 210 und einen Undulator 211 umfasst. Die divergenten Strahlenbündel SD der Mehrzahl von hybriden Kondensorprismen 14 heizen das Plasma 301 insbesondere in dem der Innenwand des Druckbehälters 302 zugewandten weniger heißen Bereich des Plasmas 301 auf. Dabei wird mit den divergenten Strahlenbündeln SD dem Plasma 301 während der Fusion Energie zugeführt, sodass das Temperaturgefälle zwischen dem heißen Kern und den relativ kühleren Randbereichen verringert wird. Das periphere Fleizen des Plasmas 301 erfolgt durch Ionisierung möglichst vieler Teilchen. Das Wärmepotenzial des Plasmas 301 wird bisher nur zum Teil genutzt, da die Plasmabildung bereits bei einer Ionisierung jedes zehntausendsten Teilchens stattfindet. Durch das Fleizen des Plasmas 301 mittels von Röntgenstrahlen R wird eine gleichmäßigere Wärmeverteilung in dem Plasma 301 ermöglicht, sodass die Bildung unerwünschter turbulenter Strömungen in dem Plasma 301 vermieden werden kann. Gelingt es, die Energieeinschlusszeit zu verlängern kann auch ein vergleichsweise klein kalibrierter Fusionsreaktor mit einem beträchtlichen Energieüberschuss betrieben werden. 25 shows a hybrid condenser prism 14 with a shorter focal length than the distance between the rear boundary surface d and the focal point Fd, which can be produced in different sizes, e.g. from Zerodur, a glass ceramic material from Schott. The hybrid condenser prism 14 is designed to inject a divergent beam SD of X-rays R into the plasma 301 of a fusion reactor 30 with a vacuum V. In its geometric structure, the hybrid condenser prism 14 corresponds to the exemplary embodiment described in FIGS. 18 and 19. The X-rays R have a radiation source Q (not shown in more detail), which corresponds to the exemplary embodiment shown in FIG. 23 and comprises a synchrotron 210 and an undulator 211. The divergent bundles of rays SD of the plurality of hybrid condenser prisms 14 heat the plasma 301, in particular in the less hot area of the plasma 301 facing the inner wall of the pressure vessel 302. With the divergent bundles of rays SD, energy is supplied to the plasma 301 during the fusion, so that the temperature gradient between the hot core and the relatively cooler edge areas is reduced. The peripheral fusion of the plasma 301 takes place by ionizing as many particles as possible. The heat potential of the plasma 301 has so far only been partially used, since the plasma formation already takes place when every ten thousandth particle is ionized. The smearing of the plasma 301 by means of X-rays R enables a more uniform heat distribution in the plasma 301, so that the formation of undesired turbulent flows in the plasma 301 can be avoided. If it is possible to extend the energy containment time, a comparatively small calibrated fusion reactor can also be operated with a considerable excess of energy.
Fig. 26 zeigt die exemplarische Anordnung von vier hybriden Kondensorprismen 14 für Röntgenstrahlen R, die in ihrem geometrischen Aufbau den in Fig. 18 und Fig. 19 gezeigten Ausführungsbeispielen entsprechen, mit einer Strahlungsquelle Q, die dem in Fig. 23 gezeigten Ausführungsbeispiel entspricht. Bei dieser Anordnung des optischen Systems 2 ist der gemeinsame Brennpunkt Fd der hybriden Kondensorprismen 14 im Zentrum des Druckbehälters 302 eines Fusionsreaktors 30, der nach dem Prinzip der Trägheitsfusion arbeitet, angeordnet. Sowohl der den Druckbehälter 302 umgebende Raum als auch der von dem Druckbehälter 302 eingeschlossene Raum weist ein Vakuum V auf. Konzentrisch zu dem gemeinsamen Brennpunkt Fd der hybriden Kondensorprismen 14 ist eine kugelförmige Wasserstoffkapsel 300 angeordnet, deren Außenhülle aus einer Metallfolie, z.B. aus Silber, besteht, und die als Brennstoff des Fusionsreaktors 30 die schweren Isotope Deuterium und Tritium des Wasserstoffs enthält. Die Kollision der Röntgenstrahlen R mit einer Energie von 20 bis 100 keV in dem gemeinsamen Brennpunkt Fd, der einen Durchmesser von 5 nm oder kleiner haben kann, führt zu einer sich von dem Brennpunkt Fd ausbreitenden Fusionsreaktion mit einer Schockwelle im Inneren der Wasserstoffkapsel 300, die sich innerhalb des Druckbehälters 302 von innen nach außen ausbreitet. Da die fluiddynamische Ausdehnung des Plasmas 301 langsamer abläuft als die Kernfusion selbst, kann die Energieeinschlusszeit so weit verlängert werden, dass die Fusion einen gewaltigen Energieüberschuss liefert. Für die Auslösung der Kernfusion durch Kollision der Röntgenstrahlen R können an dem Druckbehälter 302 mindestens zwei oder eine Mehrzahl von hybriden Kondensorprismen 14 angeordnet werden. 26 shows the exemplary arrangement of four hybrid condenser prisms 14 for X-rays R, which correspond in their geometric structure to the exemplary embodiments shown in FIGS. 18 and 19, with a radiation source Q which corresponds to the exemplary embodiment shown in FIG. 23. With this arrangement of the optical system 2, the common focal point Fd of the hybrid condenser prisms 14 is im Center of the pressure vessel 302 of a fusion reactor 30, which works on the principle of inertial fusion, arranged. Both the space surrounding the pressure vessel 302 and the space enclosed by the pressure vessel 302 have a vacuum V. A spherical hydrogen capsule 300 is arranged concentrically to the common focal point Fd of the hybrid condenser prisms 14, the outer shell of which consists of a metal foil, for example silver, and which contains the heavy isotopes deuterium and tritium of hydrogen as fuel for the fusion reactor 30. The collision of the X-rays R with an energy of 20 to 100 keV at the common focal point Fd, which can have a diameter of 5 nm or smaller, leads to a fusion reaction with a shock wave inside the hydrogen capsule 300, which propagates from the focal point Fd expands inside the pressure vessel 302 from the inside to the outside. Since the fluid dynamic expansion of the plasma 301 takes place more slowly than the nuclear fusion itself, the energy confinement time can be lengthened to such an extent that the fusion supplies a huge excess of energy. To trigger the nuclear fusion by colliding the X-rays R, at least two or a plurality of hybrid condenser prisms 14 can be arranged on the pressure vessel 302.
Fig. 27 zeigt eine Mehrzahl hybrider Kondensorprismen 14, an deren vorderen Grenzflächen a jeweils ein Petawatt-Flochenergielaser in die hybriden Kondensorprismen 14 eintritt, an den inneren Grenzflächen b,c totalreflektiert, und an den hinteren Grenzflächen d auf Brennpunkte Fd fokussiert wird. Das hybride Kondensorprisma 14 kann z.B. aus Glas hergestellt werden und besitzt einen zweiteiligen Hüllkörper 11 mit einer vorderen und einer hinteren Korrekturlinse 110 und mit den Grenzflächen a und d, sowie einer konzentrisch zu der optischen Achse x angeordneten Spindel 111 mit der Grenzfläche b und einer die Spindel 111 umgebenden Flülse 112 mit der Grenzfläche c, sodass der Hüllkörper 11 vier Grenzflächen a-d zu optisch dünnerer Materie aufweist. Da der Brennpunkt Fd einen Durchmesser > 5 nm haben kann, steht an dem Brennpunkt Fd eine sehr große Energiedichte zur Verfügung, die dafür ausreicht an der Außenseite einer Wasserstoffkapsel 300, die von einer Metall-Folie umgeben wird, eine sich ins Innere der Wasserstoffkapsel 300 ausbreitende Schockwelle hervorzurufen, sodass sich im Inneren der Wasserstoffkapsel 300 ein Plasma 301 von außen nach innen ausbreitet und eine Kernfusion der schweren Isotope des Wasserstoffs, Deuterium und Tritium, sehr schnell ausgelöst werden kann. Da die Ausdehnung des Plasmas 301 langsamer verläuft als die Kernfusion selbst, ist eine verlängerte Energieeinschlusszeit möglich, sodass der Fusionsprozess einen Energieüberschuss erzielen kann. Wasser ist ein geeignetes Wärmeträgerfluid, um die gewonnene Wärmeenergie aus dem Fusionsreaktor 30 abzuleiten und z.B. an einer Dampfturbine mit angeschlossenem Generator in Strom zu wandeln. Mit den in den Fig. 26 und 27 gezeigten optischen Systemen 2 ist es möglich, einen Resonanzeffekt mittels von sich gegenläufig ausbreitenden Schockwellen zu erzielen, wobei sämtliche Teilchen des Plasmas 301 ionisiert werden und die Temperatur des Plasmas 301 über einen längeren Zeitraum hinweg ansteigt. Auch hier führt die verlängerte Energieeinschlusszeit wiederum zu einem Energieüberschuss aus der Kernfusion. 27 shows a plurality of hybrid condenser prisms 14, at the front boundary surfaces a of which a Petawatt flare energy laser enters the hybrid condenser prisms 14, is totally reflected at the inner boundary surfaces b, c, and is focused on focal points Fd at the rear boundary surfaces d. The hybrid condenser prism 14 can be made of glass, for example, and has a two-part enveloping body 11 with a front and a rear correction lens 110 and the interfaces a and d, as well as a spindle 111 arranged concentrically to the optical axis x with the interface b and a die The sleeve 112 surrounding the spindle 111 and the boundary surface c, so that the enveloping body 11 has four boundary surfaces ad to optically thinner matter. Since the focal point Fd can have a diameter> 5 nm, a very high energy density is available at the focal point Fd, which is sufficient for this on the outside of a hydrogen capsule 300, which is surrounded by a metal foil, extending into the interior of the hydrogen capsule 300 causing a propagating shock wave, so that inside the hydrogen capsule 300 a plasma 301 spreads from the outside to the inside and a nuclear fusion of the heavy isotopes of hydrogen, deuterium and tritium, can be triggered very quickly. Since the expansion of the plasma 301 proceeds more slowly than the nuclear fusion itself, an extended energy containment time is possible, so that the fusion process can achieve an energy surplus. Water is a suitable heat transfer fluid in order to derive the heat energy obtained from the fusion reactor 30 and to convert it into electricity, for example, in a steam turbine with a connected generator. With the optical systems 2 shown in FIGS. 26 and 27, it is possible to achieve a resonance effect by means of shock waves propagating in opposite directions, all particles of the plasma 301 being ionized and the temperature of the plasma 301 rising over a longer period of time. Here, too, the extended energy containment time again leads to an excess of energy from the nuclear fusion.
Naturgemäß sind im Rahmen der Erfindung vielfältige Abwandlungen und Modifikationen möglich. A wide variety of alterations and modifications are of course possible within the scope of the invention.
Bezugszeichenübersicht
Figure imgf000039_0001
Overview of reference symbols
Figure imgf000039_0001

Claims

Patentansprüche Claims
1. Optisches Bauelement für ein optisches System (2), welches optische Bauelement mindestens ein Hybridprisma (1 ) für Licht (L) mit einer Wellenlänge von 780 nm bis 380 nm oder für Röntgenstrahlen (R) mit einer Wellenlänge von 1 nm bis 30 pm oder für Infrarotstrahlen aufweist, welches Hybridprisma (1) eine optische Achse (x) aufweist, die Eigenschaften einer Linse mit den Eigenschaften eines Reflexionsprismas in sich vereinigt und rotationssymmetrisch ausgebildet ist, welches Hybridprisma (1) vorgesehen ist, welches Hybridprisma (1) Grenzflächen (a-d) zur umgebenden Materie aufweist, an welchen Grenzflächen (a-d) sich die optische Dichte ändert, welche Grenzflächen (a-d) eine vordere Grenzfläche (a), eine hintere Grenzfläche (d) und zwei innere Grenzflächen (b,c) umfassen, welche zwei inneren Grenzflächen (b,c) jeweils mit einem Neigungswinkel (a) zur optischen Achse (x) angeordnet sind, und welches Hybridprisma (1) dazu ausgebildet ist, den Strahlengang über eine Länge (e) derart zu bestimmen, dass die von einem Objekt (O) ausgehenden Strahlen (S) zumindest teilweise an der vorderen Grenzfläche (a) in das Hybridprisma (1) eintreten, an den zwei inneren Grenzflächen (b,c) eine gerade Anzahl von Totalreflexionen durchlaufen und an einer hinteren Grenzfläche (d) wieder aus dem rotationssymmetrischen Körper (P) austreten, wobei mindestens eine der Grenzflächen (a-d) in einem Längsabschnitt (f) eine erzeugende Kurve (y) mit einem wechselnden Tangentenwinkel (ß) aufweist und das Hybridprisma (1) als ein Sammelprisma (12) oder als ein Zerstreuungsprisma (13) oder als ein hybrides Kondensorprisma (14) ausgebildet ist. 1. Optical component for an optical system (2), which optical component has at least one hybrid prism (1) for light (L) with a wavelength of 780 nm to 380 nm or for X-rays (R) with a wavelength of 1 nm to 30 pm or for infrared rays, which hybrid prism (1) has an optical axis (x) which combines the properties of a lens with the properties of a reflection prism and is rotationally symmetrical, which hybrid prism (1) is provided, which hybrid prism (1) boundary surfaces ( ad) to the surrounding matter, at which interfaces (ad) the optical density changes, which interfaces (ad) comprise a front interface (a), a rear interface (d) and two inner interfaces (b, c), which two inner boundary surfaces (b, c) are each arranged at an angle of inclination (a) to the optical axis (x), and which hybrid prism (1) is designed to guide the beam path over a length (e) in this way determine that the rays (S) emanating from an object (O) at least partially enter the hybrid prism (1) at the front boundary surface (a), pass through an even number of total reflections at the two inner boundary surfaces (b, c) and on a rear boundary surface (d) emerge again from the rotationally symmetrical body (P), with at least one of the boundary surfaces (ad) in a longitudinal section (f) having a generating curve (y) with a changing tangent angle (β) and the hybrid prism (1) is designed as a collecting prism (12) or as a diverging prism (13) or as a hybrid condenser prism (14).
2. Optisches Bauelement nach Anspruch 1 , welches dazu ausgebildet ist, ein Parallelstrahlbündel (SP) auf einen Brennpunkt (Fd) zu konzentrieren. 2. Optical component according to claim 1, which is designed to concentrate a parallel beam (SP) on a focal point (Fd).
3. Optisches Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem das Hybridprisma (1) als Körper (P) ausgebildet ist, bevorzugt als Glaskörper (10). 3. Optical component according to claim 1 or 2, in which the hybrid prism (1) is designed as a body (P), preferably as a glass body (10).
4. Optisches Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, welches einen Hüllkörper (11 ) aufweist, welcher Hüllkörper (11) das Hybridprisma (1) allseitig umgibt, wobei das Hybridprisma (1) als Hohlraum ausgebildet ist. 4. The optical component according to claim 1 or 2, which has an enveloping body (11), which enveloping body (11) surrounds the hybrid prism (1) on all sides, the hybrid prism (1) being designed as a cavity.
5. Optisches Bauelement nach Anspruch 4, bei welchem der Hohlraum ein Vakuum (V) aufweist. 5. The optical component according to claim 4, wherein the cavity has a vacuum (V).
6. Optisches Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welches für mindestens eines der optischen Systeme ausgebildet ist aus der Systemgruppe bestehend aus 6. Optical component according to one of the preceding claims, which is designed for at least one of the optical systems from the system group consisting of
- Intraokularprisma (22) für ein Auge, - intraocular prism (22) for one eye,
- Lidar-System (23) mit einem Scheinwerfer (29), - Lidar system (23) with a headlight (29),
- Objektiv (28) für eine Kamera (280) oder für ein Fernrohr oder für ein Mikroskop, - Objective (28) for a camera (280) or for a telescope or for a microscope,
- medizinisches Röntgengerät (25), - medical X-ray machine (25),
- Röntgenmikroskop (26), und - X-ray microscope (26), and
- Röntgenteleskop (27). - X-ray telescope (27).
7. Optisches Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die zwei inneren Grenzflächen (b,c) für Licht (L) oder für Röntgenstrahlen (R) totalreflektierend ausgebildet sind. 7. Optical component according to one of the preceding claims, in which the two inner interfaces (b, c) are designed to be totally reflective for light (L) or for X-rays (R).
8. Optisches Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welches ein Hybridprisma (1) oder eine Mehrzahl koaxial und konzentrisch zu der optischen Achse (x) angeordnete Hybridprismen (1 ) aufweist, die untereinander eine Anordnung bilden, bei der jeweils die vorderen und die hinteren Grenzflächen (a,d) refraktiv und/oder diffraktiv ausgebildet sind, welche inneren Grenzflächen (b,c) mindestens in einem Längsabschnitt (f) ihrer Länge (e) einen konstanten Neigungswinkel (a) gegenüber der optischen Achse (x) aufweisen, wobei mindestens eine der Grenzflächen (a-d) mindestens in einem Längsabschnitt (f) der Länge (e) mindestens eine erzeugende Kurve (y) mit einem kontinuierlich wechselnden Tangentenwinkel (ß) und mit einem zugehörenden Fokus (Fa- Fd) aufweist und die erzeugende Kurve (y) als ein Kreisbogen oder eine als eine Polynomkurve zweiten bis fünften Grades oder als eine Freiformkurve bestimmt ist. 8. The optical component according to one of the preceding claims, which has a hybrid prism (1) or a plurality of hybrid prisms (1) arranged coaxially and concentrically to the optical axis (x), which among one another form an arrangement in which the front and rear Boundaries (a, d) are refractive and / or diffractive, which inner boundary surfaces (b, c) at least in a longitudinal section (f) of their length (e) have a constant angle of inclination (a) with respect to the optical axis (x), wherein at least one of the interfaces (ad) has at least one generating curve (y) with a continuously changing tangent angle (β) and with an associated focus (Fa-Fd) in at least one longitudinal section (f) of length (e) and the generating curve ( y) is determined as an arc of a circle or as a polynomial curve of the second to fifth degree or as a free-form curve.
9. Optisches Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem das Hybridprisma (1) als Körper (P) ausgebildet ist, und welches Hybridprisma (1) eine zweifache Totalreflexion oder eine vierfache Totalreflexion an den inneren Grenzflächen (b,c) ermöglicht, wobei das Hybridprisma (1) 9. Optical component according to one of the preceding claims, in which the hybrid prism (1) is designed as a body (P), and which hybrid prism (1) enables double total reflection or fourfold total reflection at the inner interfaces (b, c), wherein the hybrid prism (1)
- im Falle der zweifachen Totalreflexion an den inneren Grenzflächen (b,c) eine als Installationsraum nutzbare Lücke (G) aufweist und eine ringförmige Bildfläche (F) mit einem Innendurchmesser (D) bewirkt, und - im Falle der vierfachen Totalreflexion an den inneren Grenzflächen (b,c) eine in sich geschlossene Lücke (G) und eine ununterbrochene Bildfläche (F) bewirkt, wobei der Körper (P), bezogen auf die vordere und hintere Grenzfläche (a,d) des rotationssymmetrischen Körpers (P) bikonvex, plankonvex, konkav-konvex, plankonkav, bikonkav oder konvex-konkav oder mit einer diffraktiven Struktur ausgebildet ist. - in the case of double total reflection at the inner boundary surfaces (b, c) has a gap (G) that can be used as an installation space and produces an annular image surface (F) with an inner diameter (D), and - In the case of fourfold total reflection at the inner boundary surfaces (b, c), a self-contained gap (G) and an uninterrupted image surface (F) are created, the body (P), based on the front and rear boundary surfaces (a, d ) of the rotationally symmetrical body (P) is biconvex, plano-convex, concave-convex, plano-concave, biconcave or convex-concave or with a diffractive structure.
10. Optisches Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem das Hybridprisma (1) 10. Optical component according to one of the preceding claims, in which the hybrid prism (1)
- als hybrides Sammelprisma (12) dazu ausgebildet ist, mittels einer erzeugenden konvexen Kurve (y) in einem Längsabschnitt (f) der Grenzfläche (c) ein konvergentes Strahlenbündel (SK) mit einem Fokus (Fc) zu erzeugen, oder - Is designed as a hybrid collecting prism (12) to generate a convergent bundle of rays (SK) with a focus (Fc) by means of a generating convex curve (y) in a longitudinal section (f) of the interface (c), or
- als hybrides Zerstreuungsprisma (13) dazu ausgebildet ist, mittels einer erzeugenden konkaven Kurve (y) in einem Längsabschnitt (f) der Grenzfläche (c) ein divergentes Strahlenbündel (SD) mit einem Fokus (Fc) zu erzeugen, wobei die inneren Grenzflächen (b,c) einer Mehrzahl konzentrisch und koaxial zu der optischen Achse (x) angeordneter Körper (10) einer Anordnung jeweils unterschiedliche Neigungswinkel (a) aufweisen und das plankonkave hybride Sammelprisma (12) oder das plankonvexe hybride Zerstreuungsprisma (13) für das Objektiv (28) einer Kamera (280), eines Teleskops oder eines Mikroskops oder für einen Scheinwerfer (29) ausgebildet sind. - Is designed as a hybrid diverging prism (13) to generate a divergent bundle of rays (SD) with a focus (Fc) by means of a generating concave curve (y) in a longitudinal section (f) of the interface (c), the inner interfaces ( b, c) a plurality of bodies (10) of an arrangement arranged concentrically and coaxially to the optical axis (x) each have different angles of inclination (a) and the plano-concave hybrid collecting prism (12) or the plano-convex hybrid diverging prism (13) for the objective ( 28) a camera (280), a telescope or a microscope or for a headlight (29).
11. Optisches Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem das Hybridprisma (1) als Intraokularprisma (22) für ein menschliches Auge mindestens zwei ringförmige, konzentrisch und koaxial zu der optischen Achse (x) angeordnete Glaskörper (10) aufweist, die untereinander eine Anordnung mit vorderen und hinteren Grenzflächen (a,d) sowie mit inneren Grenzflächen (b,c) bilden und die erzeugenden Kurven (y) der Grenzflächen (a,d) entweder als eine zusammenhängende Kurve (y) oder als eine Fresnelstruktur (z) jeweils mit einem Fokus (Fa, Fd) auf der optischen Achse (x) ausgebildet sind und die inneren Grenzflächen (b,c) parallel zueinander mit einem einheitlichen Neigungswinkel (a) bezüglich der optischen Achse (x) ansteigen, sodass eine der inneren Grenzflächen (c) eines zentralen Glaskörpers (10) an eine andere der inneren Grenzflächen (b) des jeweils nächstgrößeren ringförmigen Glaskörpers (10) anschließt, welches Hybridprisma (1) innerhalb eines Auges derart positionierbar ist, dass der Fokus (Fd) des hybriden Intraokularprismas (22) innerhalb des Auges gerade so weit von der Netzhaut (223) entfernt ist, dass auf der von der Netzhaut (223) gebildeten Bildfläche (F) eine kreisförmige Lücke (G) entsteht, die dem Durchmesser (D) der Makula (222) entspricht und die Strahlen (S) des Strahlengangs unter Umgehung der Makula (222) eine in sich vollständige Abbildung auf die die Makula (222) umgebende gesunde Netzhaut (223) projizieren. 11. Optical component according to one of the preceding claims, in which the hybrid prism (1) as an intraocular prism (22) for a human eye has at least two annular, concentric and coaxially to the optical axis (x) arranged glass bodies (10), which one below the other Form an arrangement with front and rear interfaces (a, d) as well as with inner interfaces (b, c) and the generating curves (y) of the interfaces (a, d) either as a coherent curve (y) or as a Fresnel structure (z) are each formed with a focus (Fa, Fd) on the optical axis (x) and the inner interfaces (b, c) rise parallel to one another with a uniform angle of inclination (a) with respect to the optical axis (x), so that one of the inner interfaces (C) a central glass body (10) adjoins another of the inner interfaces (b) of the next larger ring-shaped glass body (10), which hybrid prism (1) is positioned in this way within an eye ar is that the focus (Fd) of the hybrid intraocular prism (22) within the eye is just so far away from the retina (223) that on the image area (F) formed by the retina (223) a circular gap (G) is created which corresponds to the diameter (D) of the macula (222) and the rays (S) of the beam path, bypassing the macula (222), form a complete image on the healthy retina surrounding the macula (222) (223) project.
12. Optisches Bauelement nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei welchem das Hybridprisma (1) ein Vakuum (V) aufweist, das durch vier Grenzflächen (a-d) zu einem zweischalig ausgebildeten Hüllkörper (11 ) derart begrenzt wird, dass eine der inneren Grenzflächen (b) eine zusammengesetzte erzeugende Kurve (y) für eine konzentrisch und koaxial zu der optischen Achse (x) angeordnete Spindel (111) aufweist, welche erzeugende Kurve (y) gerade Längsabschnitte (f) mit einem Neigungswinkel (a) gegenüber der optischen Achse (x) sowie in mindestens einem Längsabschnitt (f) der Länge (e) des Hybridprismas (1) eine Hyperbel oder eine Parabel aufweist, und dass eine der inneren Grenzflächen (c) des Hybridprismas (1) eine zusammengesetzte erzeugende Kurve (y) für eine mit einem radialen Abstand konzentrisch und koaxial zu der Spindel (111) angeordneten Hülse (112) aufweist, welche erzeugende Kurve (y) gerade Längsabschnitte (f) mit einem Neigungswinkel (a) gegenüber der optischen Achse (x) sowie in mindestens einem Längsabschnitt (f) der Länge (e) eine Parabel oder Ellipse aufweist, und dass die vordere Grenzfläche (a) und die hintere Grenzfläche (d) des Hybridprismas (1) jeweils an refraktiv und/oder diffraktiv ausgebildete Oberflächen einer Korrekturlinse (110) anschließen, welches Hybridprisma (1) dazu ausgebildet ist, die Strahlen (A, B) des Strahlengangs von Röntgenstrahlen (R) zumindest teilweise an der vorderen Korrekturlinse (110) von der optischen Achse (x) weg- und an der hinteren Korrekturlinse (110) zu der optischen Achse (x) hinzulenken und an den inneren Grenzflächen (b,c) jeweils viermal totalzureflektieren, wobei die Spindel (111) bevorzugt durch Permanentmagnete isotherm oder kryostatisch frei schwebend in der Hülse (112) festgehalten ist oder durch ein Verbindungselement mit der Hülse (112) verbunden ist, und wobei der zweischalig ausgebildete Hüllkörper (11 ) bevorzugt aus Zerodur der Fa. Schott AG oder aus Metall ausgebildet ist. 12. Optical component according to one of the preceding claims, in which the hybrid prism (1) has a vacuum (V) which is limited by four interfaces (ad) to a cladding body (11) formed in two shells in such a way that one of the inner interfaces (b ) has a composite generating curve (y) for a spindle (111) arranged concentrically and coaxially to the optical axis (x), which generating curve (y) has straight longitudinal sections (f) with an angle of inclination (a) with respect to the optical axis (x ) and in at least one longitudinal section (f) of the length (e) of the hybrid prism (1) has a hyperbola or a parabola, and that one of the inner interfaces (c) of the hybrid prism (1) has a composite generating curve (y) for a with a radial distance concentrically and coaxially to the spindle (111) arranged sleeve (112), the generating curve (y) straight longitudinal sections (f) with an angle of inclination (a) with respect to the optical axis (x) and has a parabola or ellipse in at least one longitudinal section (f) of length (e), and that the front boundary surface (a) and the rear boundary surface (d) of the hybrid prism (1) each on refractive and / or diffractive surfaces of a correction lens ( 110) connect which hybrid prism (1) is designed to move the rays (A, B) of the beam path of X-rays (R) at least partially away from the optical axis (x) on the front correction lens (110) and on the rear correction lens (110) to the optical axis (x) and totally reflect four times at the inner boundary surfaces (b, c), the spindle (111) preferably being held isothermally or cryostatically freely floating in the sleeve (112) by permanent magnets or by a Connecting element is connected to the sleeve (112), and wherein the two-shell shell (11) is preferably formed from Zerodur from Schott AG or from metal.
13. Optisches Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem das Hybridprisma innerhalb der Grenzflächen (a-d) zumindest für einen vorgegebenen Wellenlängenbereich optisch dichter ist als außerhalb der Grenzflächen (a-d). 13. Optical component according to one of the preceding claims, in which the hybrid prism is optically denser within the boundary surfaces (ad) at least for a predetermined wavelength range than outside the boundary surfaces (ad).
14. Optisches System (2), welches mindestens ein optisches Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist. 14. Optical system (2) which has at least one optical component according to one of the preceding claims.
15. Optisches System (2) nach Anspruch 14, welches ein Lidar-System (23) mit einer Sendeeinheit und mit einer Empfängereinheit aufweist, wobei die Sendeeinheit eine Strahlungsquelle (Q) für einen Laser (230) mit gepulstem Licht (L) und ein Filterelement (231 ) zur Herstellung von weißem Licht (L) aufweist, welches optische System ein erstes Hybridprisma (1) und zweite Hybridprismen (1) aufweist, welches erste Hybridprisma (1) als hybrides Sammelprisma (12) mit einem Glaskörper (10) dazu ausgebildet ist, ein Parallelstrahlbündel (SP) mit einem Durchmesser des Laserstrahls von 1-2 mm innerhalb des als Scheinwerfer (29) ausgebildeten Glaskörpers (10) auf einen Brennpunkt (Fd) zu konzentrieren, während die Empfängereinheit eine Kamera (280) aufweist, deren Objektiv (28) eine Anordnung der zweiten Hybridprismen (1 ) aufweist, welche zweiten Hybridprismen (1) konzentrisch und koaxial zum ersten Hybridprisma (1) der Sendeeinheit angeordnet sind und ringförmige rotationssymmetrische Körper (P) aufweisen und dazu ausgebildet sind, die von einem Objekt (O) reflektierten Strahlen (S) des gepulsten Lichts (L) über den Fokus (Fd) des Objektivs (28) auf einen ringförmigen CCD-Sensor (281 ) zu projizieren, sodass das Lidar-System (23) für die Erfassung und Erkennung von Objekten (O) ausgebildet ist und bevorzugt das autonome Fahren ermöglicht und dabei gleichzeitig als ein Scheinwerfer (29) dient, der in das Scheinwerfergehäuse eines Fahrzeugs einbaubar ist. 15. The optical system (2) according to claim 14, which has a lidar system (23) with a transmitter unit and with a receiver unit, the transmitter unit having a radiation source (Q) for a laser (230) with pulsed light (L) and a Has filter element (231) for producing white light (L), which optical system has a first hybrid prism (1) and second hybrid prisms (1), which first hybrid prism (1) as a hybrid collecting prism (12) with a glass body (10) to it is designed to concentrate a parallel beam (SP) with a diameter of the laser beam of 1-2 mm within the glass body (10) designed as a headlight (29) on a focal point (Fd), while the receiver unit has a camera (280) whose The objective (28) has an arrangement of the second hybrid prisms (1), the second hybrid prisms (1) being arranged concentrically and coaxially to the first hybrid prism (1) of the transmitting unit and annular, rotationally symmetrical bodies (P) and are designed to project the beams (S) of the pulsed light (L) reflected by an object (O) via the focus (Fd) of the objective (28) onto an annular CCD sensor (281), so that the lidar System (23) is designed for the detection and detection of objects (O) and preferably enables autonomous driving and at the same time serves as a headlight (29) which can be installed in the headlight housing of a vehicle.
16. Optisches System (2) nach Anspruch 14 oder 15, welches als Lidar-System (23) mit einer Sendeeinheit, einem Filterelement (231), einem Laser (230), einer Empfängereinheit und einem CCD-Sensor (281) ausgebildet ist, bei welchem die Sendeeinheit eine Mehrzahl von Scheinwerfern (29) jeweils mit einer optischen Achse (x) für den Laser (230), für das Filterelement (231) und für den Glaskörper (10) des hybriden Sammelprismas (12) mit einem Brennpunkt (Fd) innerhalb des Glaskörpers (10) aufweist, wobei die Empfängereinheit von einer in sich starren Kamera (280) mit einem Lidar-Sensor (281) gebildet ist und ein von einem beleuchteten Objekt (O) reflektiertes, konvergentes Strahlenbündel (SK) mit einem Öffnungswinkel (d) von bis zu 72 Grad als ein Parallelstrahlbündel (SP) auf den CCD-Sensor (281) lenkt. 16. Optical system (2) according to claim 14 or 15, which is designed as a lidar system (23) with a transmitter unit, a filter element (231), a laser (230), a receiver unit and a CCD sensor (281), in which the transmitting unit has a plurality of headlights (29) each with an optical axis (x) for the laser (230), for the filter element (231) and for the glass body (10) of the hybrid collecting prism (12) with a focal point (Fd ) within the glass body (10), the receiver unit being formed by a rigid camera (280) with a lidar sensor (281) and a convergent bundle of rays (SK) reflected by an illuminated object (O) with an opening angle (d) directs up to 72 degrees as a parallel beam (SP) onto the CCD sensor (281).
17. Optisches System (2) nach einem der Ansprüche 14 bis 16, welches als medizinisches Röntgengerät (25) mit einer Strahlungsquelle (Q) ausgebildet ist, welches Hybridprisma (1) als Kondensorprisma (14) mit einem rotationssymmetrischen Körper (P) ausgebildet ist, welche Strahlungsquelle (Q) punktförmig ausgebildet ist und von einer Röntgenröhre (21) gebildet ist, die ein divergentes Strahlenbündel (SD) mit einem nutzbaren Öffnungswinkel (d) kleiner-gleich 10 Grad als harte Röntgenstrahlen (R) im Bereich von 50 keV bis zu 600 keV emittiert, bei welchem Kondensorprisma (14) ein vorderer Fokus (Fa) deckungsgleich mit der punktförmig angenommenen Strahlungsquelle (Q) angeordnet ist und das Kondensorprisma (14) als ein Objektiv (28) dazu ausgebildet ist, Röntgenstrahlen (R) mittels einer vorderen Korrekturlinse (110) aus Aluminium zu homogenisieren und von der optischen Achse (x) wegzulenken, sodass die Röntgenstrahlen (R) an den inneren Grenzflächen (b,c) des rotationssymmetrischen Körpers (P) viermal totalreflektiert werden und an einer hinteren Korrekturlinse (110) aus Aluminium auf den Fokus (Fd) auf der optischen Achse (x) konzentriert werden, um anschließend als divergentes Strahlenbündel (SD) ein von einem Körper oder Körperteil gebildetes Objekt (O) zu durchleuchten, wobei bevorzugt das Röntgengerät (25) und das Objekt (O) entweder eine starre Position zueinander einnehmen, oder bevorzugt das Röntgengerät (25) als ein Tomograf (250) ausgebildet ist und um das Objekt (O) rotiert, sodass mittels eines Zellendetektors (251) auf einer zylindrischen Bildfläche (F) schichtweise in sich vollständige scharfe Röntgenbilder des Objekts (O) empfangen werden, wobei der Fokus (Fd) bevorzugt einen Durchmesser kleiner als 5 nm hat. 17. Optical system (2) according to one of claims 14 to 16, which is designed as a medical X-ray device (25) with a radiation source (Q), which hybrid prism (1) is designed as a condenser prism (14) with a rotationally symmetrical body (P) , which radiation source (Q) is punctiform and is formed by an X-ray tube (21) which emits a divergent beam (SD) with a usable opening angle (d) less than or equal to 10 degrees as hard X-rays (R) in the range from 50 keV to emitted to 600 keV, in which condenser prism (14) a front focus (Fa) is arranged congruently with the point-like assumed radiation source (Q) and the condenser prism (14) is designed as an objective (28) to X-rays (R) by means of a to homogenize the front correction lens (110) made of aluminum and to deflect it away from the optical axis (x), so that the X-rays (R) at the inner interfaces (b, c) of the rotationally symmetrical body (P) are totally reflected four times and are concentrated on a rear correction lens (110) made of aluminum on the focus (Fd) on the optical axis (x) in order to subsequently create an object (O ) to x-ray, with the x-ray device (25) and the object (O) either assuming a rigid position with respect to one another, or preferably the x-ray device (25) is designed as a tomograph (250) and rotates around the object (O) so that by means of a cell detector (251) on a cylindrical image surface (F) layer by layer, complete, sharp X-ray images of the object (O) are received, the focus (Fd) preferably having a diameter of less than 5 nm.
18. Optisches System (2) nach einem der Ansprüche 14 bis 17, welches als Röntgenmikroskop (27) ausgebildet ist, dessen Objektiv (28) von dem als hybrides Sammelprisma (12) ausgebildeten Hybridprisma (1) gebildet wird und dazu ausgebildet ist, die von einem Synchrotron (210) mit einem Undulator (211) als ein monochromatisches Parallelstrahlbündel (SP) mit einem Strahldurchmesser von 1 ,0 mm bis 10 mm emittierte harte Röntgenstrahlen (R) im Bereich von 10 keV bis zu 125 keV in einem konvergenten Strahlenbündel (SK) auf den der hinteren Grenzfläche (d) zugeordneten Fokus (Fd) des rotationssymmetrischen Körpers (P) zu konzentrieren, um anschließend mit einem divergenten Strahlenbündel (SD) auf einer Bildfläche (F) für einen CCD-Sensor (281 ) einer CCD-Kamera (280) eine mikroskopische Aufnahme des von dem Parallelstrahlbündel (SP) der Röntgenstrahlen (R) in einer Objektebene durchstrahlten Objekts (O) zu erzeugen, oder bei dem das optische System (2) als Röntgenmikroskop (27) ausgebildet ist, wobei das Hybridprisma (1) als hybrides Kondensorprisma (14) dazu ausgebildet ist, ein von einem Synchrotron (210) emittiertes divergentes Strahlenbündel (SD) der Röntgenstrahlen (R) im Bereich von 10 keV bis zu 125 keV mittels des hybriden Kondensorprismas (14) auf den der hinteren Grenzfläche (d) zugeordneten Fokus (Fd) des Hybridprismas (1 ) zu konzentrieren, um anschließend auf einer Bildfläche (F) eine mikroskopische Aufnahme des von dem divergenten Strahlenbündel (SD) der Röntgenstrahlen (R) in einer Objektebene durchstrahlten Objekts (0) mittels des CCD-Sensors (281) einer CCD- Kamera (280) zu erhalten, wobei der Fokus (Fd) bevorzugt einen Durchmesser kleiner als 5 nm hat. 18. Optical system (2) according to one of claims 14 to 17, which is designed as an X-ray microscope (27) whose objective (28) is formed by the hybrid prism (1) designed as a hybrid collecting prism (12) and is designed for the purpose Hard X-rays (R) emitted by a synchrotron (210) with an undulator (211) as a monochromatic parallel beam (SP) with a beam diameter of 1.0 mm to 10 mm in the range of 10 keV to 125 keV in a convergent beam ( SK) to concentrate on the focus (Fd) of the rotationally symmetrical body (P) assigned to the rear boundary surface (d) in order to then use a divergent beam (SD) on an image surface (F) for a CCD sensor (281) of a CCD Camera (280) to generate a microscopic image of the object (O) irradiated by the parallel beam (SP) of the X-rays (R) in an object plane, or in which the optical system (2) is designed as an X-ray microscope (27) t, where the hybrid prism (1) is designed as a hybrid condenser prism (14) to produce a divergent bundle of rays (SD) of the X-rays (R) in the range from 10 keV to 125 keV by means of the hybrid condenser prism (14), which is emitted by a synchrotron (210) to concentrate the focus (Fd) of the hybrid prism (1) assigned to the rear boundary surface (d) in order to subsequently take a microscopic image of the object (R) irradiated by the divergent beam (SD) of the X-rays (R) in an object plane on an image surface (F). 0) by means of the CCD sensor (281) of a CCD camera (280), the focus (Fd) preferably having a diameter of less than 5 nm.
19. Optisches System (2) nach einem der Ansprüche 14 bis 18, welches als satellitengestütztes Röntgenteleskop (27) ausgebildet ist, dessen Objektiv (28) von dem als hybrides Sammelprisma (12) mit einem Durchmesser von mindestens einem Meter ausgebildeten Hybridprisma (1) gebildet wird und dazu ausgebildet ist, Röntgenstrahlen (R), die im Bereich von 0,1 keV bis 2,0 keV von einer Strahlungsquelle (Q) emittiert werden, mittels einer CCD-Kamera (280) abzubilden, wobei die inneren Grenzflächen (b,c) des hybriden Sammelprismas (12) von einer koaxial und konzentrisch zu der optischen Achse (x) angeordneten Spindel (111) und von einer die Spindel (111 ) in einem radialen Abstand konzentrisch umgebenden Hülse (112) gebildet werden, die jeweils in zwei Längsabschnitten (f) ihrer Länge (e) eine erzeugende Kurve für den rotationssymmetrischen Körper (P) aufweisen, sodass die Röntgenstrahlen (R) in dem verketteten Strahlengang an den inneren Grenzflächen (b,c) des rotationssymmetrischen Körpers (P) jeweils viermal totalreflektiert und auf einen hinteren Fokus (Fd) konzentriert werden, um anschließend auf der Bildfläche (F) des optischen Systems (2) mittels eines CCD-Sensors (281) der CCD-Kamera (280) eine Abbildung der Strahlungsquelle (Q) aufzuzeichnen. 19. Optical system (2) according to one of claims 14 to 18, which is designed as a satellite-based X-ray telescope (27), the lens (28) of which is designed as a hybrid collecting prism (12) with a diameter of at least one meter hybrid prism (1) is formed and is designed to image X-rays (R), which are emitted in the range from 0.1 keV to 2.0 keV from a radiation source (Q), by means of a CCD camera (280), the inner interfaces (b , c) of the hybrid collecting prism (12) are formed by a spindle (111) arranged coaxially and concentrically to the optical axis (x) and by a sleeve (112) concentrically surrounding the spindle (111) at a radial distance, each in two longitudinal sections (f) of their length (e) have a generating curve for the rotationally symmetrical body (P), so that the X-rays (R) in the linked beam path at the inner interfaces (b, c) of the rotationally symmetrical body (P ) are each totally reflected four times and concentrated on a rear focus (Fd) in order to then produce an image of the radiation source (Q ) to record.
20. Optisches System (2) nach einem der Ansprüche 14 bis 19, bei welchem 20. Optical system (2) according to one of claims 14 to 19, in which
- eine Strahlungsquelle (Q) für sichtbares Licht (L) mit einer Wellenlänge von 780 nm bis 380 nm aus der Sonne oder aus einer LED-Anordnung besteht, oder - a radiation source (Q) for visible light (L) with a wavelength of 780 nm to 380 nm from the sun or an LED arrangement, or
- eine Strahlungsquelle (Q) für Infrarotstrahlen und sichtbares Licht (L) mit einer Wellenlänge von 1400 nm bis 400 nm aus einem Laser (230) besteht, oder - A radiation source (Q) for infrared rays and visible light (L) with a wavelength of 1400 nm to 400 nm consists of a laser (230), or
- eine Strahlungsquelle (Q) für Röntgenstrahlen (R) mit einer Wellenlänge von 1 nm bis 30 pm eine Röntgenröhre (21) oder ein Synchrotron (210) mit einem Undulator (211) aufweist. - a radiation source (Q) for X-rays (R) with a wavelength of 1 nm to 30 pm has an X-ray tube (21) or a synchrotron (210) with an undulator (211).
21. Optisches System (2) nach einem der Ansprüche 14 bis 20, welches eine Anordnung von mehreren als hybride Kondensorprismen (14) mit einem Brennpunkt (Fd) und mit einer kurzen Brennweite für Röntgenstrahlen (R) ausgebildeten Hybridprismen (1) aufweist, und das dazu ausgebildet ist, die Röntgenstrahlen (R) von einer Mehrzahl von hybriden Kondensorprismen (14) jeweils als divergente Strahlenbündel (SD) im Inneren eines Fusionsreaktors (30) in ein Plasma (301) zu injizieren, um möglichst viele Teilchen des Plasmas (301) zu ionisieren, sodass das Plasma (301) insbesondere in den dem Druckbehälter (302) zugewandten äußeren Bereichen weiter aufgeheizt wird, um das Temperaturgefälle zu der heißen Kernzone zu verringern, um durch Vermeidung unerwünschter turbulenter Strömungen in dem Plasma (301) die Energieeinschlusszeit zu verlängern. 21. Optical system (2) according to one of claims 14 to 20, which has an arrangement of several hybrid prisms (1) designed as hybrid condenser prisms (14) with a focal point (Fd) and with a short focal length for X-rays (R), and which is designed to inject the X-rays (R) from a plurality of hybrid condenser prisms (14) into a plasma (301) as divergent bundles of rays (SD) in each case in the interior of a fusion reactor (30) in order to remove as many particles of the plasma (301 ) to ionize, so that the plasma (301) is further heated, in particular in the outer areas facing the pressure vessel (302), in order to reduce the temperature gradient to the hot core zone, in order to reduce the energy containment time by avoiding undesired turbulent flows in the plasma (301) extend.
22. Optisches System (2) nach einem der Ansprüche 14 bis 21 , welches eine Anordnung von mehreren als hybride Kondensorprismen (14) für hochenergetische Röntgenstrahlen (R) im Bereich von jeweils 20 keV bis 600 keV ausgebildeten Hybridprismen (1) aufweist, die einen gemeinsamen Brennpunkt (Fd) in der Mitte einer Wasserstoffkapsel (300) und in der Mitte eines kugelförmigen Druckbehälters (302) haben, sodass die Kollision der Röntgenstrahlen (R) eine Fusion der Atomkerne der schweren Isotope des Wasserstoffs Deuterium und Tritium zu dem chemischen Element Helium mit einer sich von dem gemeinsamen Brennpunkt (Fd) ausgehenden Schockwelle im Zentrum der Wasserstoffkapsel (300) auslöst, wobei die fluiddynamische Expansion des Plasmas (301) von innen nach außen erfolgt und langsamer abläuft als die Fusion der Kerne selbst, und der Fusionsprozess einen Energieüberschuss produziert. 22. Optical system (2) according to one of claims 14 to 21, which has an arrangement of several hybrid prisms (1) designed as hybrid condenser prisms (14) for high-energy X-rays (R) in the range of 20 keV to 600 keV each, which have a have a common focal point (Fd) in the middle of a hydrogen capsule (300) and in the middle of a spherical pressure vessel (302), so that the collision of the X-rays (R) causes a fusion of the atomic nuclei of the heavy isotopes of hydrogen, deuterium and tritium, to form the chemical element helium with a shock wave emanating from the common focal point (Fd) in the center of the hydrogen capsule (300), the fluid dynamic expansion of the plasma (301) taking place from the inside to the outside and taking place more slowly than the fusion of the nuclei themselves, and the fusion process an energy surplus produced.
23. Optisches System (2) nach einem der Ansprüche 14 bis 22, welches eine Anordnung von mehreren Petawatt-Lasern (230) aufweist, die dazu ausgebildet sind, die Strahlen (A,B) an den vorderen Grenzflächen (a) der als Kondensorprismen (14) ausgebildeten Hybridprismen (1) eintreten zu lassen und die Strahlen (A,B) an den hinteren Grenzflächen (d) der Hüllkörper (11 ) auf Brennpunkte (Fd) auf der äußeren Mantelfläche einer von einer Metallfolie umhüllten Wasserstoffkapsel (300) für die Aufnahme der schweren Isotope Deuterium und Tritium des Wasserstoffs zu fokussieren, sodass die Metallfolie durch isochtones Heizen im Bereich der Brennpunkte (Fd) eine relativistische Bewegung der Elektronen, Protonen und Kerne der Metallfolie bewirkt, die sich als eine Schockwelle in das Innere der Wasserstoffkapsel (300) ausbreitet, und eine Fusion der schweren Kerne des Wasserstoffs zu dem chemischen Element Helium auslöst, wobei die fluiddynamische Expansion des Plasmas (301) langsamer abläuft als die Kernfusion selbst, sodass der Fusionsprozess über eine vorgegebene Zeitdauer aufrecht erhalten werden kann und einen nutzbaren Energiegewinn produziert. 23. Optical system (2) according to one of claims 14 to 22, which has an arrangement of several Petawatt lasers (230) which are designed to generate the beams (A, B) at the front interfaces (a) as condenser prisms (14) formed hybrid prisms (1) to enter and the rays (A, B) at the rear boundary surfaces (d) of the enveloping body (11) on focal points (Fd) on the outer surface of a hydrogen capsule (300) encased by a metal foil for to focus the uptake of the heavy isotopes deuterium and tritium of hydrogen, so that the metal foil undergoes a relativistic movement by isochtonous heating in the area of the focal points (Fd) Electrons, protons and nuclei of the metal foil, which propagate as a shock wave into the interior of the hydrogen capsule (300), and trigger a fusion of the heavy nuclei of hydrogen to form the chemical element helium, with the fluid dynamic expansion of the plasma (301) taking place more slowly than the nuclear fusion itself, so that the fusion process can be sustained over a predetermined period of time and produces a usable energy gain.
PCT/EP2021/055304 2020-03-03 2021-03-03 Optical component comprising a hybrid prism WO2021175910A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020001448.8 2020-03-03
DE102020001448.8A DE102020001448B3 (en) 2020-03-03 2020-03-03 Hybrid prism as a component for optical systems

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021175910A1 true WO2021175910A1 (en) 2021-09-10

Family

ID=74858435

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2021/055304 WO2021175910A1 (en) 2020-03-03 2021-03-03 Optical component comprising a hybrid prism

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102020001448B3 (en)
WO (1) WO2021175910A1 (en)

Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3626869A1 (en) 1986-08-08 1988-02-11 Adatomed Pharma & Med Intraocular lens
DE3785763T2 (en) 1986-08-15 1993-10-21 Commw Scient Ind Res Org INSTRUMENTS FOR CONDITIONING X-RAY OR NEUTRON RAYS.
WO1994011765A1 (en) 1992-11-12 1994-05-26 Massachusetts Institute Of Technology Diffractive trifocal intraocular lens design
DE4432811A1 (en) 1993-09-15 1995-03-16 Zeiss Carl Fa Phase-contrast X-ray microscope
DE19700615A1 (en) 1996-01-10 1997-07-17 Bastian Dr Niemann Condenser monochromator arrangement for X=rays
US6536899B1 (en) 1999-07-14 2003-03-25 Bifocon Optics Gmbh Multifocal lens exhibiting diffractive and refractive powers
US20040125442A1 (en) 2002-12-27 2004-07-01 Xradia, Inc. Phase contrast microscope for short wavelength radiation and imaging method
US7156516B2 (en) 2004-08-20 2007-01-02 Apollo Optical Systems Llc Diffractive lenses for vision correction
WO2007092949A1 (en) 2006-02-09 2007-08-16 Alcon Research, Ltd. Pseudo-accomodative iol having diffractive zones with varying areas
US7381221B2 (en) 2002-11-08 2008-06-03 Advanced Medical Optics, Inc. Multi-zonal monofocal intraocular lens for correcting optical aberrations
EP2327927A1 (en) * 2009-11-19 2011-06-01 ERCO GmbH Lens element for a light source etc.
DE202011110144U1 (en) 2010-01-26 2012-12-19 Physiol intraocular lens
DE102005056404B4 (en) 2005-11-23 2013-04-25 Helmholtz-Zentrum Berlin Für Materialien Und Energie Gmbh X-ray microscope with condenser monochromator arrangement of high spectral resolution
US20130235980A1 (en) 2012-03-09 2013-09-12 Canon Kabushiki Kaisha X-ray optical apparatus
DE102012220465A1 (en) 2012-11-09 2014-05-15 Carl Zeiss Smt Gmbh EUV collector
DE102017011352B4 (en) 2017-12-07 2020-01-30 Friedrich Grimm Camera module unit for digital recordings

Patent Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3626869A1 (en) 1986-08-08 1988-02-11 Adatomed Pharma & Med Intraocular lens
DE3785763T2 (en) 1986-08-15 1993-10-21 Commw Scient Ind Res Org INSTRUMENTS FOR CONDITIONING X-RAY OR NEUTRON RAYS.
WO1994011765A1 (en) 1992-11-12 1994-05-26 Massachusetts Institute Of Technology Diffractive trifocal intraocular lens design
DE4432811A1 (en) 1993-09-15 1995-03-16 Zeiss Carl Fa Phase-contrast X-ray microscope
DE19700615A1 (en) 1996-01-10 1997-07-17 Bastian Dr Niemann Condenser monochromator arrangement for X=rays
US6536899B1 (en) 1999-07-14 2003-03-25 Bifocon Optics Gmbh Multifocal lens exhibiting diffractive and refractive powers
US7381221B2 (en) 2002-11-08 2008-06-03 Advanced Medical Optics, Inc. Multi-zonal monofocal intraocular lens for correcting optical aberrations
US20040125442A1 (en) 2002-12-27 2004-07-01 Xradia, Inc. Phase contrast microscope for short wavelength radiation and imaging method
US7156516B2 (en) 2004-08-20 2007-01-02 Apollo Optical Systems Llc Diffractive lenses for vision correction
DE102005056404B4 (en) 2005-11-23 2013-04-25 Helmholtz-Zentrum Berlin Für Materialien Und Energie Gmbh X-ray microscope with condenser monochromator arrangement of high spectral resolution
WO2007092949A1 (en) 2006-02-09 2007-08-16 Alcon Research, Ltd. Pseudo-accomodative iol having diffractive zones with varying areas
EP2327927A1 (en) * 2009-11-19 2011-06-01 ERCO GmbH Lens element for a light source etc.
DE202011110144U1 (en) 2010-01-26 2012-12-19 Physiol intraocular lens
US20130235980A1 (en) 2012-03-09 2013-09-12 Canon Kabushiki Kaisha X-ray optical apparatus
DE102012220465A1 (en) 2012-11-09 2014-05-15 Carl Zeiss Smt Gmbh EUV collector
DE102017011352B4 (en) 2017-12-07 2020-01-30 Friedrich Grimm Camera module unit for digital recordings

Also Published As

Publication number Publication date
DE102020001448B3 (en) 2021-04-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100432511B1 (en) Integral lens for high energy particle flow, method for producing such lenses and use thereof in analysis devices and devices for radiation therapy and lithography
EP0873565B1 (en) Condenser-monochromator arrangement for x-radiation
DE102011000860A1 (en) High-flux photon beams using optical devices
DE102014201779B4 (en) Beam propagation camera and method for light beam analysis
DE102013204443A1 (en) Optical assembly for increasing the light conductance
Bilderback et al. X-ray applications with glass-capillary optics
DE2258923A1 (en) MIRROR SYSTEM
US7439492B1 (en) Nondispersive neutron focusing method beyond the critical angle of mirrors
DE102013218128A1 (en) lighting system
Snigireva et al. High‐Energy Nanoscale‐Resolution X‐ray Microscopy Based on Refractive Optics on a Long Beamline
DE4411330C2 (en) Process for the production of polycapillary or monocapillary elements and uses of the elements
Zverev et al. X-ray Phase Contrast Imaging Technique Using Bilens Interferometer.
WO2021175910A1 (en) Optical component comprising a hybrid prism
DE102007043820B4 (en) Method for determining a correction value of a brake spot position of an X-ray source of a measuring arrangement and a measuring arrangement for generating radiographic images
AU2018309611A1 (en) Convergent x-ray imaging device and method
DE102010046133B4 (en) Trunking generator
DE102022207374A1 (en) EUV collector for an EUV projection exposure device
Schroer et al. Parabolic compound refractive lenses for hard x rays
EP0753162A1 (en) Optical system with a high degree of symmetry
DE10139384A1 (en) X-ray unit has filtering mirrors for difference imaging using light broadband source
WO2015036228A1 (en) Collector
Simon et al. X-ray prism lenses with large apertures
DE2023739A1 (en)
DE102005056404B4 (en) X-ray microscope with condenser monochromator arrangement of high spectral resolution
RU189629U1 (en) X-RAY PHASE-CONTRAST MICROSCOPE WITH LENS, CONTAINING AXICON

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21709956

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21709956

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1