Technische Optik in der Praxis

56 2 Wellenoptik
wegungsformen für verschiedene Phasendifferenzen und E2/E1 =2/3 darge-
Überlagerung linear polarisierte
stellt. Für ∆φ =0◦ oder 180◦ erhält man als
Wellen, in allen anderen Fällen elliptisch polarisierte, wobei die Umlaufrichtung
des elektrischen Feldvektors davon abhängt, ob ∆φ >180◦ oder < 180◦ ist. Wenn E1 = E2 ist, vereinfachen sich die Verhältnisse weiter. Für ∆φ =0◦ bzw. 180◦ erhält man um 45◦ gegen die ursprünglichen Polarisationsrichtungen
gedrehte linear polarisierte Wellen, für ∆φ =90◦bzw. 270◦ werden aus
den in Abb. 2.21 gezeigten Ellipsen Kreise. Es liegt dann links- bzw. rechtszirkular
polarisiertes Licht vor.
Durch geeignete Wahl der Phasendifferenz kann also aus zwei linear polarisierten
Wellen jede beliebige elliptisch polarisierte Welle zusammengesetzt
werden. Dasselbe ist möglich, wenn man von links- bzw. rechts-zirkular polarisiertem
Licht ausgeht. Speziell kann durch Überlagerung solcher Wellen
wieder linear polarisiertes Licht erzeugt werden, wobei die Polarisationsrichtung
wiederum von der Phasendifferenz zwischen den zirkularen Wellen und
ihrem Intensitätsverhältnis abhängt.
2.4.2 Polarisierende Komponenten
Eine gewöhnliche Lichtquelle strahlt unpolarisierte Wellen aus. Das sind elektromagnetische
Wellen, deren Polarisationsrichtung und -zustand so schnell
und unregelmäßig fluktuiert, daß während eines typischen Beobachtungszeitraums
kein einheitlicher Polarisationszustand feststellbar ist. Um aus derartigem
Licht polarisiertes Licht zu machen, werden die Eigenschaften doppelbrechender
Kristalle genutzt.
Während in gewöhnlichem Glas (allgemein: in allen isotropen Medien)
der Brechungsindex unabhängig von der Richtung des elektrischen Feldes ist,
hängt er bei doppelbrechenden Kristallen (allgemein: in anisotropen Medien)
von dieser Richtung ab. Man unterscheidet sogenannte 1- und 2-achsige Kristalle.
Wegen ihrer größeren praktischen Bedeutung werden hier nur 1-achsige
Kristalle betrachtet; die Erscheinungen in 2-achsigen Kristallen sind ähnlich,
ihre Beschreibung ist aber wesentlich komplizierter.
In optisch 1-achsigen Kristallen gibt es eine Vorzugsrichtung; wenn sich
Licht längs dieser sogenannten ,,optischen Achse“ ausbreitet, ist der Brechungsindex
unabhängig von der Polarisationsrichtung. Breitet sich Licht
längs irgendeiner anderen Richtung im Kristall aus, so bilden sich zwei Wellen
mit aufeinander senkrechten Polarisationsrichtungen, die ,,ordentliche Welle“,
deren elektrisches Feld auf der optischen Achse (und auf der Ausbreitungsrichtung)
senkrecht steht, und die ,,außerordentliche Welle“, deren elektrisches
Feld in der Ebene der optischen Achse liegt. Diese Wellen erfahren
abhängig von der Ausbreitungsrichtung unterschiedliche Brechungsindizes n1
(ordentlich) und n2 (außerordentlich):
n1 = no
1
n 2 2
= cos2 ϑ
n 2 o
+ sin2 ϑ
n 2 e
bzw.