Polarized Light Polarized Light
Transmission Axis
Polarisation
Lineare Glaspolarisationsfi lter ...............173, 178
Wire-Grid-Polarisationsfi lter ............174-175, 177
Polarisationsfi lter für Infrarot .........................175
Lineare Plastikpolarisationsfi lter ...................176
Lineare Polarisationsfi lme .......................176-177
Kristalline Polarisationsfi lter ..................179, 184
Runde Polarisationsfi lter ................................180
Verzögerer .................................................181-184
Optische Isolatoren .........................................184
Eine Anwendung für Polfi lter und Verzögerer ist die optische
Isolation. Isolation, ähnlich wie Auslöschung, ist der Prozentsatz
des Lichts, der beim Rückweg durch den Polfi lter geblockt wird.
Polarisationsrichtung
Kundenspezifi sche
Polymerpolarisatoren
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ANWENDUNGSHINWEIS
Das Verständnis und die Kontrolle des Polarisationszustands des Lichts sind bei vielen optischen Anwendungen
wichtig. Polarisationseff ekte dienen zur Analyse chemischer Reaktionen, zur Messung von
Magnetfeldveränderungen, zur Spannungsanalyse eines Objekts, zur Modulation und Abschwächung
von Laserlicht und zur Untersuchung von Molekülstrukturen. In Bildgebungssystemen werden Polarisationsfi
lter oft zur Verringerung von Spiegelungen und zur Verbesserung des Kontrasts eingesetzt.
KLASSIFIZIERUNG DER POLARISATION
Licht ist eine elektromagnetische Welle und das elektrische Feld dieser Welle oszilliert senkrecht zur
Ausbreitungsrichtung. Polarisiertes Licht ist Licht mit genau defi nierter Richtung des elektrischen Felds.1
Lineare oder ebene Polarisation - Das elektrische Feld von linear oder eben polarisiertem Licht ist auf
eine einzelne Ebene entlang der Ausbreitungsrichtung der Welle begrenzt.
Zirkulare Polarisation - Das elektrische Feld von zirkular polarisiertem Licht besteht aus zwei orthogonalen,
linearen Komponenten mit gleicher Amplitude, die eine relative Phasenverschiebung von
π/2 haben. Das dadurch entstehende elektrische Feld beschreibt bei der Wellenausbreitung einen Kreis.
Zufällige Polarisation (unpolarisiert) - Licht, das keine langfristige Präferenz für ein Schwingungsmuster
aufweist.1 Mathematisch hat dieses Licht zwei orthogonale, lineare Komponenten, die eine relative
Phasenverschiebung aufweisen, die sich schnell und zufällig ändert2.
LINEARE POLARISATIONSFILTER
Lineare Polarisationsfi lter sind optische Elemente, die eine spezifi sche, lineare Polarisationskomponente
transmittieren oder eine bestimmte Polarisation in zwei orthogonale lineare Komponenten trennen.
Auslöschungsverhältnis und Polarisationsgrad: Die Polarisationseigenschaften eines linearen Polarisationsfi
lters werden in der Regel defi niert durch den Grad der Polarisation bzw. die Polarisationseff
zienz P und das Auslöschungsverhältnis ρp. Entsprechend des „Handbook of Optics“3 werden die
Transmissionswerte des Polarisationsfi lters mit T1 und T2 bezeichnet. T1 ist die max. Transmission des
Polarisationsfi lters und tritt ein, wenn die Achse des Polarisationsfi lters parallel zur Polarisationsebene
des einfallenden polarisierten Lichtstrahls steht. T2 ist die min. Transmission des Polarisationsfi lters und
tritt ein, wenn die Achse des Polarisationsfi lters senkrecht zur Polarisationsebene des einfallenden polarisierten
Lichtstrahls steht.
Transmission Axis
Parallel to the
Polarized Input Light
TLinear Polarizer 1
Perpendicular to the
Polarized Input Light
TLinear Polarizer 2
In der Optik ist es üblich, die lineare Polarisation
in Bezug auf die Einfallsebene des
Lichts zu beschreiben. Die Einfallsebene
steht senkrecht auf der Grenzfl äche des optischen
Elements.
S-Polarisation: Polarisationsrichtung senkrecht
zur Einfallsebene. Der Buchstabe „S“
in „S-Polarisation“ bezieht sich auf das deutsche
Wort „senkrecht“. Dies kann als Eselsbrücke
nützlich sein.
P-Polarisation: Die Polarisationsrichtung
steht parallel zur Einfallsebene. Der Buchstabe
„P“ in „P-Polarisation“ bezieht sich auf
das deutsche Wort „parallel“.
P = (T1 - T2) / (T1 + T2) und ρp = T2 / T1
Die Auslöschung eines linearen Polarisationsfi lters wird oft mit 1/ρp : 1 beschrieben. Dieser Parameter
liegt zwischen weniger als 100:1 bei einfachen Folienpolarisationsfi ltern und bei bis 106 :1 bei hochwertigen,
doppelbrechenden Kristall-Polarisationsfi ltern. Das Auslöschungsverhältnis schwankt in der Regel mit der
Wellenlänge und dem Einfallswinkel und muss unter Berücksichtigung anderer Faktoren wie Kosten, Größe
und polarisierte Transmission für eine bestimmte Anwendung bewertet werden.
POLARISATIONSFILTERARTEN
Lineare Polarisationsfi lter werden oft in vier Hauptkategorien klassifi ziert: refl ektierende, dichroitische,
doppelbrechende (kristalline) und Dünnfi lm-Polarisationsfi lter.
Refl ektierende Polarisationsfi lter refl ektieren einen Polarisationszustand und transmittieren den orthogonalen
Zustand. Angeboten werden viele verschiedene Typen, bspw. polarisierende Strahlteilerplatten,
Brewsterfenster, polarisierende Strahlteilerwürfel und Wire-Grid-Polarisationsfi lter. Refl ektierende
Polarisationsfi lter eignen sich für eine Vielzahl von Anwendungen von Laser-Cavities bis zu Heads-up-
Displays. Bei der Auswahl des Filters für eine bestimmte Anwendung sind die Auslöschungseigenschaften
zu berücksichtigen, die Notwendigkeit, auf die beiden orthogonalen Polarisationszustände zuzugreifen,
die Wellenlänge sowie die Winkelempfi ndlichkeit, bevor über die Beschaff ung entschieden wird.
Dichroitische Polarisationsfi lter sind absorbierende Polfi lter, die das gewünschte polarisierte Licht
transmittieren und die ungewünschte Polarisation absorbieren. Erreicht wird dies durch eine Anisotropie
des Absorptionskoeffi zienten im Material des Filters. Die Filter haben gute Auslöschungseigenschaften
bei günstigen Kosten. Dichroitische Polarisationsfi lter sind für die Mikroskopie, für die Bildbearbeitung
und für Displays gut geeignet und oft die einzige Option, wenn große Aperturen erforderlich sind.
Doppelbrechende Polarisationsfi lter trennen in der Regel die Ausbreitungsrichtung von zwei Polarisationszuständen
des einfallenden Lichts mit einem doppelbrechenden Kristall. Die relative Orientierung
der optischen Achsen der Kristalle im Polfi lter bestimmt die Ausbreitungsrichtung der Polarisationszustände
im Polarisator. Die Filter besitzen in der Regel hohe Auslöschungsverhältnisse und hohe optische
Zerstörschwellen, sind aber relativ teuer, da große natürliche Kristalle benötigt werden. Doppelbrechende
Polarisationsfi lter können für leistungsstarke Laseranwendungen eingesetzt werden.
Dünnfi lm-Polarisatoren haben dielektrische Dünnfi lmbeschichtungen, welche die S- und P-Polarisation
von Licht über Interferenzeff ekte trennen. Typischerweise refl ektieren die Polarisatoren die S-Polarisation
und transmittieren die P-Polarisation des einfallenden Lichts. Die aufgebrachten dielektrischen
Beschichtungen haben hohe Laserzerstörschwellen und hohe Auslöschungsverhältnisse, sodass die Polarisatoren
ideal in Laseranwendungen eingesetzt werden können.
1. Shurcli , W.A. und Ballard, S. S. (1964) Polarized Light, (S. 9). D. Van Nostrand Company, Inc., Princeton, NJ.
2. Hecht, E. und Zajac, A. (1979) Optics (S. 223). Addison-Wesley Publishing Company, Reading, MA.
3. Bennett, J. M. (1995). Polarization. In M. Bass (Ed.), Handbook of Optics, Vol. I (S. 5.1 – 5.16). Optical Society of America. McGraw-Hill, Inc, New York, NY.
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