Technische Optik in der Praxis

154 5 Optische Werkstoffe
Dieser Faktor ist bei den Angaben des Transmissionsvermögens häufig
herausgerechnet (was aber nur sinnvoll ist, wenn das Transmissionsvermögen
hinreichend nahe bei 1 liegt; falls das Transmissionsvermögen sehr viel kleiner
als1–z.B.0,1–beträgt, sollte P =(1− R) 2 =4nrel/[(nrel +1) 2 ] verwendet
werden, da in diesem Fall Mehrfachreflexionen nicht berücksichtigt zu werden
brauchen). Dann sind Werte des spektralen Reintransmissionsvermögens oder
des spektralen Reintransmissionsgrads angegeben. Die übrigen Verluste (Extinktionsverluste)
entstehen im Innern der optischen Materialien und hängen
somit von der Dicke ab. Angaben über das (Rein-)Transmissionsvermögen
sind daher ohne Angabe der Dicke, für die sie gelten, wertlos. In diesem Kapitel
beziehen sich die Angaben des Transmissionsvermögens auf eine Dicke
von 2 mm. Wenn das Reintransmissionsvermögen für die Dicke d1 den Wert τ1
hat, so ergibt sich der entsprechende Wert des Reintransmissionsvermögens
τ2 für die Dicke d2 nach
log(τ2) = d2
log(τ1) oder τ2 =(τ1) d2/d1 . (5.23)
d1
Streuung durch kleine Teilchen (z. B. Blasen oder Platineinschlüsse) führt
bei Materialien für transmittive Optiken nur zu vernachlässigbarer geringer
Abschwächung der Energieströme. Sie kann zu einer Verringerung des Kontrasts
bei Abbildungen führen, was nur bei sehr genauer Messung von Kontrastverhältnissen
bemerkt werden kann.
Die Verwendung optischer Materialien im Spektrum elektromagnetischer
Strahlung wird jedoch vor allem durch Absorption begrenzt. Folgende Absorptionsmechanismen
sind besonders zu beachten [24–27]:
(a) Durch die elektromagnetische Strahlung kann ein Elektron von einem
Energieniveau auf ein anderes (zuvor unbesetztes) Niveau angehoben
werden. Dabei wird Energie absorbiert. Dieser Absorptionsmechanismus
ist besonders im ultravioletten Bereich (UV) und bei färbenden
Ionen wirksam. Die Stärke dieser Absorption wird jeweils durch die
,,Oszillatorenstärke“ charakterisiert.
(b) Im infraroten Bereich (IR) können Schwingungen (insbesondere auch
Oberschwingungen) der Ionen im Netzwerk des Glases oder im Kristallgitter
angeregt werden.
(c) Bei Halbleitern kommt noch die Absorption durch freie Ladungsträger
(wie in Metallen) hinzu.
Im Interesse eines möglichst großen Transmissionsvermögens sind daher
absorbierende Verunreinigungen (wie z. B. Fe, Cr) in den optischen Materialien
zu vermeiden (falls nicht gerade die Absorption dieser Verunreinigungen
erwünscht ist). Hierauf wird bei der Auswahl der Rohstoffe sehr großer Wert
gelegt. Der Transparenzbereich im UV ist bei Gläsern durch Restverunreinigungen
mit sehr großer Oszillatorenstärke oder durch die Eigenabsorption