Was sind Strahlteiler?

Aufbau von Strahlteilern | Arten von Strahlteilern

Strahlteiler sind optische Komponenten, die dazu dienen, einfallendes Licht in einem bestimmten Verhältnis in zwei separate Strahlen aufzuteilen. Darüber hinaus können Strahlteiler auch in umgekehrter Richtung eingesetzt werden, um zwei verschiedene Strahlen zu einem einzigen zu kombinieren. Strahlteiler werden häufig nach ihrer Bauweise klassifiziert: Würfel oder Platte (Tabelle 1).

Tabelle 1: Vergleich von Würfel- und Plattenstrahlteilern
Würfelstrahlteiler	Plattenstrahlteiler
Abbildung 1: Würfel-Strahlenteiler Abbildung 2: Platten-Strahlenteiler Typen von Strahlteilern Abbildung 3: Polarisierender Strahlteiler Abbildung 4: Nichtpolarisierender Strahlteiler Abbildung 1: Würfel-Strahlenteiler	Abbildung 2: Platten-Strahlenteiler
Würfel-Strahlenteiler werden aus zwei typischerweise rechtwinkligen Prismen aufgebaut (Abbildung 1). Die Hypotenusenfläche des einen Prismas ist beschichtet, und die beiden Prismen werden so zusammengeklebt, dass sie eine kubische Form bilden. Um eine Beschädigung des Zements zu vermeiden, wird empfohlen, das Licht in das beschichtete Prisma zu leiten, das häufig eine Referenzmarkierung auf der geschliffenen Oberfläche aufweist.	Plattenstrahlteiler bestehen aus einer dünnen, flachen Glasplatte, die auf der ersten Oberfläche des Substrats beschichtet ist (Abbildung 2). Die meisten Platten-Strahlteiler sind mit einer Antireflexionsbeschichtung auf der zweiten Oberfläche versehen, um unerwünschte Fresnel-Reflexionen zu entfernen. Platten-Strahlteiler sind häufig für einen AOI von 45° ausgelegt. Für Substrate mit einem Brechungsindex von 1,5 und einem AOI von 45° kann der Strahlverschiebungsabstand (d) anhand der Gleichung in Abbildung 2 angenähert werden.

Typen von Strahlteilern

Standard-Strahlteiler werden üblicherweise mit unpolarisierten Lichtquellen verwendet, wie natürliches oder polychromatisches Licht, in Anwendungen, bei denen der Polarisationszustand nicht wichtig ist. Sie sind so konstruiert, dass sie unpolarisiertes Licht mit einem bestimmten Reflexions-/Transmissionsverhältnis (R/T) mit nicht spezifizierter Polarisationstendenz aufteilen.

Polarisierende Strahlteiler sind so konstruiert, dass sie Licht in reflektierte S-polarisierte und transmittierte P-polarisierte Strahlen aufteilen. Sie können verwendet werden, um unpolarisiertes Licht in einem 50/50-Verhältnis aufzuteilen, oder für Polarisationstrennungsanwendungen wie optische Isolierung (Abbildung 3).

Abbildung 3: Polarisierender Strahlteiler

Nichtpolarisierende Strahlteiler teilen Licht in ein bestimmtes R/T-Verhältnis auf, während der ursprüngliche Polarisationszustand des einfallenden Lichts beibehalten wird. Bei einem nicht polarisierenden Strahlteiler mit einem Verhältnis von 50/50 werden beispielsweise die durchgelassenen P- und S-Polarisationszustände sowie die reflektierten P- und S-Polarisationszustände in dem vorgesehenen Verhältnis aufgeteilt. Diese Strahlteiler sind ideal für die Aufrechterhaltung der Polarisation in Anwendungen, die polarisiertes Licht verwenden (Abbildung 4).

Abbildung 4: Nichtpolarisierender Strahlteiler

Dichroitische Strahlteiler teilen das Licht nach Wellenlänge auf. Die Optionen reichen von Laserstrahlkombinierern für bestimmte Laserwellenlängen bis hin zu breitbandigen Heiß- und Kaltlichtspiegeln zur Aufteilung von sichtbarem und infrarotem Licht. Diese Art von Strahlteiler wird häufig in Fluoreszenzanwendungen eingesetzt.