Technische Optik in der Praxis

58 2 Wellenoptik
Wird die Kristalldicke so gewählt, daß ∆ = 90 ◦ (entsprechend einem
Gangunterschied von λ/4, ⇒ λ/4-Platte) ist, entsteht eine zirkular polarisierte
Welle, bei ∆ = 180 ◦ (entsprechend einem Gangunterschied von λ/2, ⇒
λ/2-Platte) eine um 90 ◦ gedrehte linear polarisierte Welle (siehe Abb. 2.21).
λ/4-Platten werden eingesetzt, um linear polarisiertes Licht in zirkular polarisiertes
zu verwandeln und umgekehrt. Man kann leicht zeigen, daß eine λ/2-
Platte auch funktioniert, wenn ihre optische Achse einen beliebigen Winkel
α mit der Polarisationsrichtung des einfallenden Lichts einschließt, sie dreht
die Polarisationsebene dann um den Winkel 2 · α.
Die Dicke einer Verzögerungsplatte hängt nach Gleichung (2.37) außer
von der Wellenlänge von der Material-Doppelbrechung no − ne ab. Um zu
praktikablen Dicken zu kommen, muß ein Material mit geringer Doppelbrechung
verwendet werden; selbst bei Quarz hat eine λ/4-Platte aber nur eine
Dicke von ca. 40 µm. Solche Platten werden als Platten nullter Ordnung bezeichnet.
Bei Platten höherer Ordnung ist die Dicke so gewählt, daß sich eine
Phasendifferenz ergibt, die ein ungeradzahliges Vielfaches von 90 ◦ ist; für
λ/2-Platten gilt entsprechendes. Solche Platten sind mechanisch stabil, ihre
Wirkung hängt aber wegen Gleichung (2.37) empfindlich von der Wellenlänge
und wegen Gleichung (2.36) empfindlich vom Einfallswinkel ab. Alternativ
lassen sich mechanisch stabile Platten nullter Ordnung dadurch herstellen,
daß zwei Platten höherer Ordnung gekreuzt miteinander verkittet werden,
deren Unterschied in der Phasendifferenz gerade 90 ◦ bzw. 180 ◦ beträgt, wodurch
wenigstens die Wellenlängenempfindlichkeit beseitigt wird.
Polarisatoren werden zur Erzeugung von linear polarisiertem Licht eingesetzt.
Die gebräuchlichsten Typen sind der Glan-Thompson- und der Glan-
Taylor-Polarisator; der letztere ist in Abb. 2.24 dargestellt. Er besteht aus
zwei gleichartigen Kristallprismen aus Kalkspat, zwischen denen sich ein Luftspalt
(stark vergrößert dargestellt) befindet; das zweite (rechte) Prisma dient
nur zur Kompensation der Strahlablenkung. Von links tritt ein unpolarisierter
Strahl ein, dessen Feldrichtungen durch Doppelpfeile und Kreise dargestellt
sind. An der Kristall-Luft-Grenzfläche wird der ordentliche Strahl
totalreflektiert, während der außerordentliche Strahl weitgehend durchgelassen
wird, weil der ordentliche Brechungsindex bei Kalkspat größer als der
außerordentliche ist und zusätzlich der Einfallswinkel auf die Grenzfläche
in der Nähe des Brewster-Winkels liegt. Der Polarisationsgrad des trans-
Abb. 2.24. Glan-Taylor-Polarisator