Medizinische Physik 3: Medizinische Laserphysik [2004]

2 Optische Komponenten
M. Niemz
2.1 Eigenschaften von optischen Substraten
Entsprechend den sehr verschieden ausfallenden Anforderungen für optische
Systeme gibt es auch eine Vielzahl optischer Materialien (Substrate). Die
beiden wichtigsten optischen Parameter eines Substrats sind sein Absorptionskoeffizient
α und sein Brechungsindex n. Beide Parameter sind stark
frequenzabhängig. Die Transmission eines Substrats bestimmt sich aus α und
n, wie das folgende Beispiel zeigt.
Annahmen:
• 3Medien(n1 ,n2, n3)
• Grenzfläche A (1 → 2), Grenzfläche B (2 → 3)
•
n1 n2 n3
A B
−→ z
Transmission T = t1t2 exp(−αz) (2.1)
tA =1− rA
tB =1− rB
�
n2 − n1
Fresnel-Formeln rA =
� 2
n1 + n2
�2 �
n3 − n2
rB =
n2 + n3
Im Spezialfall n1 = n3 = 1 (Vakuum) folgt
�2 rA =
� n2 − 1
n2 +1
(2.2)
(2.3)
(2.4)
. (2.5)
. (2.6)
Der Absorptionskoeffizient α ist prinzipiell bei jedem Substrat vorgegeben.
Je nach Wellenlänge muss folglich ein Substrat mit einem geeigneten α ausgewählt
werden. Die Parameter t und r hingegen sind zwar auch zunächst
durch das Substrat vorgegeben – nämlich durch seinen Brechungsindex n –,