3 Hersteller von Strahlenteiler im Jahr 2024

Was ist ein Strahlenteiler?

Ein Strahlteiler ist ein optisches Element zur Aufteilung eines einzelnen Strahls (Lichtgeschwindigkeit) in zwei Strahlen.

Strahlteiler werden in optischen Pfaddiagrammen manchmal mit BS oder B/S abgekürzt. Wenn Licht durch einen Strahlteiler geleitet wird, kann es in durchgelassenes und reflektiertes Licht in dem Verhältnis aufgeteilt werden, das im Strahlteiler vorgesehen ist. Das Verhältnis kann von 1:1 bis 2:8 variieren.

Ein Verhältnis von 1:1 wird manchmal auch als Halbspiegel bezeichnet. Das Verhältnis ist in der Regel fest, aber es ist möglich, Geräte herzustellen, die das Licht beliebig aufteilen können, indem sie mit Wellenplatten oder anderen Geräten kombiniert werden. Getrenntes Licht kann auch rekombiniert werden, indem es erneut durch einen Strahlteiler geleitet wird.

Anwendungen von Strahlteilern

Strahlteiler werden hauptsächlich in optischen Instrumenten wie Kameras und Mikroskopen verwendet. Es gibt zwei Arten von Strahlteilern: den Würfeltyp, der aus zwei rechtwinkligen Prismen besteht, die zusammengeschichtet werden, und den Plattentyp, der aus dünnem Glas mit einer speziellen Beschichtung besteht.

Plattenförmige Strahlteiler werden häufig in optischen Fluoreszenzmikroskopen verwendet. Würfeltyp-Strahlteiler werden verwendet, wenn das optische System kompakt sein muss oder wenn die Menge der durchgelassenen und reflektierten Lichtwege angeglichen werden muss. Im Allgemeinen sind würfelförmige Strahlteiler teurer, während plattenförmige Strahlteiler billiger sind.

Funktionsweise von Strahlteilern

Ein Strahlteiler kann einen Strahl in zwei Strahlen aufteilen, indem er einen Teil des Lichts durch eine dielektrische Mehrfachschicht reflektiert. Es gibt zwei Arten von Strahlteilerformen, Würfel und Platte, und das Prinzip unterscheidet sich je nach Form.

1. Würfel-Strahlenteiler

Würfel-Strahlteiler bestehen aus zwei rechtwinkligen Prismen, auf deren Verbindungsflächen ein optischer Film, eine so genannte dielektrische Mehrschicht, laminiert ist. Durch Anpassung der Dicke der dielektrischen Mehrschichtfolie kann das Verhältnis von reflektiertem zu transmittiertem Licht verändert werden. Ein Merkmal des Würfeltyps ist, dass der Einfallswinkel des Lichts in den Strahlenteiler 0° beträgt. Daher können Reflexionen an der koaxialen Achse des einfallenden Lichts auftreten und als Streulicht in Richtung der Lichtquelle zurückkehren.

2. Plattentyp

Der Plattentyp besteht aus einer flachen Glasplatte, auf die eine dielektrische Mehrschichtfolie aufgebracht ist. Beim Plattentyp kann das Licht in einem Winkel von 45° eintreten, so dass Streulicht weniger wahrscheinlich ist als beim Würfeltyp, aber durchgelassenes Licht wird nach außen gebrochen, was zu einer optischen Wegdifferenz zum reflektierten Licht führt. Die Ausrichtung des optischen Systems ist daher wichtig, und es muss darauf geachtet werden, dass häufiges Herausnehmen und Einsetzen schnell zu Achsfehlern usw. führen kann.

Arten von Strahlteilern

Es gibt zwei Arten von Strahlteilern, je nach den Polarisationseigenschaften des reflektierten Strahls.

1. Nicht polarisierende Strahlteiler (NPBS)

Nicht polarisierende Strahlteiler teilen den Strahl einfach auf und haben keine Polarität. Sie werden in einer Vielzahl von optischen Anwendungen eingesetzt und sind in der Mikroskopie und Interferenzoptik unverzichtbar.

Sie haben in der Regel eine chrombasierte Kodierung auf der reflektierenden Seite und keine auf der durchlässigen Seite. Daher ist es wichtig zu wissen, dass die Intensität der beiden geteilten Strahlen sehr unterschiedlich sein kann, wenn der Einfallsweg falsch ist. Wenn das Verhältnis von durchgelassenem zu reflektiertem Licht 1:1 beträgt, wird der Strahl als Halbspiegel bezeichnet und auch für die koaxiale Fall-off-Beleuchtung verwendet, die eine Art der Inspektionsbeleuchtung ist. Durch die Verwendung einer koaxialen Epi-Beleuchtung kann das vom Objekt reflektierte positive Licht effizient erfasst und ein sauberes Bild aufgenommen werden.

2. Polarisierende Strahlenteiler (PBS)

Strahlteiler werden verwendet, um Strahlen in S- und P-Polarisation zu trennen. Sie werden in der Halbleiter- und Flüssigkristall-Lithografie, in der Interferenzoptik und in verschiedenen Messinstrumenten eingesetzt und dienen als Elemente, die aus einem unpolarisierten Zustand einen Polarisationszustand erzeugen, indem sie die Eigenschaften des durchgelassenen P-polarisierten Lichts und des reflektierten S-polarisierten Lichts nutzen. Ihr Extinktionsverhältnis ist hoch und liegt je nach Produkt oft bei etwa 1.000:1.

Durch die Kombination eines polarisierenden Strahlteilers mit einer Wellenplatte ist es möglich, das Licht in jedem beliebigen Verhältnis aufzuteilen: linear polarisiertes Licht, das eine Viertelwellenplatte durchläuft, kann seinen Polarisationswinkel entsprechend dem Winkel der Wellenplatte ändern. Wenn ein polarisierender Strahlteiler hinter dem optischen Pfad der Wellenplatte installiert wird, kann eine Vorrichtung geschaffen werden, in der der Strahlteiler den Strahl in einem beliebigen Intensitätsverhältnis aufteilen kann, indem der Winkel der Wellenplatte eingestellt wird.

Weitere Informationen zu Strahlteilern

Unterschiede zwischen Strahlteilern und Prismen

Der Unterschied zwischen einem Strahlenteiler und einem Prisma liegt in der Anwendung. Ein Würfel-Strahlenteiler besteht aus zwei rechtwinkligen Prismen. Ein würfelförmiges Prisma hingegen entsteht, indem ein optischer Dünnfilm auf der Neigung des einen Prismas gebildet wird, der als Strahlteiler fungiert, und dieser mit dem anderen Prisma verbunden wird. Da zwei Prismen verwendet werden, ist der optische Dünnfilm nicht in direktem Kontakt mit der Luft, was eine Verschlechterung des Dünnfilms verhindert.

Prismen werden verwendet, um die Brechung aktiv zu nutzen, um den Strahlengang und die Spektroskopie zu verändern, aber wenn sie als Strahlteiler verwendet werden, gibt es keine Brechung des durchgelassenen Lichts und das optische Element nutzt Reflexion und Transmission.