Technische Optik in der Praxis

5 Optische Werkstoffe
5.1 Einleitung
Die Ausbreitungsrichtung von Licht oder – allgemeiner – elektromagnetischer
Strahlung kann durch Brechung, Reflexion oder Beugung und Interferenz
abgeändert werden.
Alle vier Effekte werden als Grundlage zur Konstruktion von optischen
Bauelementen genutzt: Brechung elektromagnetischer Strahlung durch optisch
durchsichtige Materialien für den Bau von Linsen und generell für
,,transmittive“ Bauelemente (hierzu gehören auch Filter, Interferenzfilter, Substrate,
Fenster, Polarisatoren, Verzögerungsplatten, Polarisationsdreher usw.);
Reflexion als Grundlage für ebene und gekrümmte Spiegel; laterale und
longitudinale Strukturen auf Spiegeln oder in transmittiven Bauelementen
– meist mit mindestens einer typischen Länge in der Größenordnung der
Lichtwellenlänge – sind Grundlage für Bauelemente, die Beugungs- und
Interferenzeffekte ausnutzen (hierzu gehören nicht nur die bekannten Gitter
und Interferenzfilter, sondern auch Hologramme und holografisch optische
Bauelemente und photonische Kristalle). Die Grundlagen der unterschiedlichen
Bauelemente werden in anderen Kapiteln dieses Buches ausführlich beschrieben.
Im vorliegenden Kapitel sollen einige der für den Konstrukteur und
Anwender optischer Bauelemente wichtigen Materialeigenschaften behandelt
werden. Dabei stehen die Eigenschaften von Materialien für ,,transmittive“
optische Bauelemente im Vordergrund, da solche Materialien im Vergleich
zuanderenz.Z.immernocheinegrößere Bedeutung haben. Einige Eigenschaften
von Materialien für Spiegel in der Astrophysik werden aber auch
angegeben. Materialien für Bauelemente, die Beugungs- und Interferenzeffekte
ausnutzen, werden hingegen nicht behandelt.
5.2 Brechzahlen, Dispersionsgleichungen,
Abbe-Diagramm
5.2.1 Bedeutung der Brechzahl, absolute Brechzahl
DieBrennweiteeinerLinsehängt von der Brechzahl des Linsenmaterials ab.
Zur Definition der Brechzahl betrachten wir den Übergang elektromagnetischer
Strahlung von einem Medium (Index 1) in ein zweites Medium (Index
2). Wenn der Einfallswinkel der Strahlung in Bezug auf die Normale der