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CH296391A - Device provided with an interference polarizer for generating polarized light. - Google Patents

Device provided with an interference polarizer for generating polarized light.

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CH296391A
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CH
Switzerland
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dependent
polarizer
partial
layers
light
Prior art date
Application number
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German (de)
Inventor
Gen Jenaer Glaswerk Schott
Original Assignee
Jenaer Glaswerk Schott & Gen
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Application filed by Jenaer Glaswerk Schott & GenfiledCriticalJenaer Glaswerk Schott & Gen
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  Mit einem Interferenzpolarisator versehene Vorrichtung zur Erzeugung polarisierten Lichtes.    Bei einer Reihe teehniseher Anwendungen  von polarisiertem Licht wirkt die Tatsache,  dass mit den bisher üblichen Polarisatoren nur  ein Bruchteil (theoretisch mal. 50%) der ur  sprünglichen Lichtintensität zür Ausnutzung  belangen kann, äusserst hemmend.    Eine Möglichkeit, solche Verluste zu ver  meiden, bestand zwar prinzipiell bei dem alten  Glasplattensatz, jedoch benötigte man dazu  eine sehr grosse Zahl von Glasplatten, wo  durch die reflektierte Komponente in die dop  pelte Anzahl Teilbündel von abnehmender In  tensität aufgespalten wurde. Vorschläge, alle  diese Teilstrahlen auszunützen und in ihrer  Strahlen- und Schwingungsrichtung gleichzu  richten, sind zwar gemacht worden, aber  wegen der schlechten Wirksamkeit und Un  handlichkeit des Glasplattensatzes nie prak  tisch verwertet worden.    Es sind schon sogenannte Interferenzpola  risatoren vorgeschlagen worden, welche aus  einer Mehrzahl zwischen prismatischen, durch  sichtigen Körpern eingebetteter, abwechselnd  hoch- und tiefbrechender Schichten bestehen  und praktisch das gesamte einfallende Licht in  zwei verschiedenartig     polarisierte    Bündel tei  len, von denen das eine durch den     Polarisator     durchgelassen und das andere von ihm reflek  tiert wird. Ein solcher     Interferenzpolarisator     stellt sozusagen einen     Mikro-Glasplattensatz     dar, der von den Schwächen des alten Glas  plattensatzes frei ist und diesen in der Lei  stungsfähigkeit weit übertrifft.   Es wurde auch    bereits eine mit einem     Interferenzpolarisator     versehene     Vorrichtung    zum Erzeugen polari  sierten Lichtes vorgeschlagen, bei welcher zur       Ausnutzung    beider polarisierter Lichtbündel  eine als relativer     Phasenverzögerer    dienende  doppelbrechende, durchsichtige, dünne Schicht  vorgesehen ist, durch welche die Schwingungs  ebene des einen Lichtbündels in die     Sehwin-          gungsebene    des andern Lichtbündels gedreht  wird und bei welcher das eine Lichtbündel in  die Fortpflanzungsrichtung des andern Licht  bündels eingelenkt wird.    Die damit bereits gegebene Lösung der  Aufgabe, eine     Strahlung    praktisch verlustfrei  in einer Richtung zu polarisieren, ist jedoch  nur für Lichtbündel mässigen Querschnittes  verwendbar, da man sonst, wie man leicht ein  sieht, zu sehr grossen und deshalb schweren  und kostspieligen     Prismenkörpern    gelangt.    Die vorliegende Erfindung vermeidet die  sen Nachteil dadurch, dass der     Polarisator    .  mehrere,     nebeneinanderliegende        Teilpolarisa-          toren    aufweist.    Zum besseren Verständnis der folgenden       Ausführungen    zeigen die     Fig.    1 bis 3 zunächst  Vorrichtungen, bei denen der     Polarisator    nicht  mehrere,     nebeneinanderliegende        Teilpolarisa-          toren    aufweist und die daher keine Ausfüh  rungsformen der Erfindung darstellen. Der  Vergleich mit den in den andern Figuren dar  gestellten     Ausführungsformen    der Erfindung  zeigt deutlich die bei letzteren erzielte Ver  kleinerung der prismatischen Glaskörper.     Fig.1         stellt eine Vorrichtung mit Kondensorlinse 2  dar, während Fig. 2 und 3 Vorrichtungen mit  Parabolspiegel 3, z. B. Scheinwerfer, zeigen.    In allen drei Fällen gelangt von der Licht  quelle 1 annähernd paralleles Licht auf den  Interferenzpolarisator, der aus den beiden  Prismen 4 und 4' besteht, zwischen denen die  polarisierenden, abwechselnd hoch- und tief  brechenden Schichten 5 so eingebettet sind,  dass für den Einfallswinkel a der auf sie auf  tretenden Strahlen die Beziehung gilt:  EMI0002.0001         (nh = Brechzahl der hochbrechenden, nt =  Brechzahl der tiefbrechenden Schichten des  Polarisators, ng = Brechzahl der Glaskörper.)  Bei Erfüllung dieser Beziehung tref  fen die Strahlen auf die Grenzflächen zwi  schen den Schichten jeweils unter dem     Brew-          sterschen    Winkel auf.   Infolgedessen durch  setzt die Hälfte des Lichtes, nämlich die in  der Zeichenebene schwingende Komponente,  den Polarisator geradlinig; die andere, senk  recht schwingende Komponente wird reflek  tiert und trifft im Falle von Fig.1 und 2  den Spiegel 8, der die Strahlen auf annähernd  demselben Wege in den Lampenraum zurück  wirft, wo sie in Fig.l auf dem Reflektor 9  sich vereinigen, in Fig. 2 ein reelles Bild der  Lichtquelle bei 1' entwerfen. Die gestrichelten  Linien beziehen sich auf die von den genann  ten Bildern der Lichtquelle ausgehenden  Strahlen, wobei die Divergenz zur Verdeut  lichung stark übertrieben gezeichnet ist. Zwi  schen Polarisator und Lichtquelle befindet  sieh eine doppelbrechende Platte 10, welche  von der reflektierten Komponente also jeweils  zweimal durchsetzt wird.   Da es sich um eine  7/4-Platte handelt (bei welcher die relative  Phase der beiden gebrochenen Strahlen also  90  beträgt), die in den Hauptschwingungs  richtungen um 45  gegen die Schwingungs  ebene der reflektierten Komponente orientiert.  ist, ist die     Schwingungsebene    dieser Kompo  nente nach dem zweiten Durchgang um 90   gegenüber ihrer ursprünglichen Lage gedreht.    Findet die Reflexion der reflektierten  Komponente - wie z. B. bei Benutzung eines  Parabolspiegels - unter grösseren Einfalls  winkeln und wiederholt statt, so kann es zweck  mässig sein, zur Behebung der dadurch zu  sätzlich bewirkten elliptischen Polarisation an  Stelle der     2(4-Phasenplatte    eine Lamelle von  anderer Phasendifferenz zu verwenden, welche  am besten für das jeweilige System experi  mentell festgelegt wird.   Mit der geschilderten       Anordnung    erzielt man infolge der wieder  holten     Filterung    der einen Komponente einen  hohen Polarisationsgrad; sie bringt jedoch  anderseits - abgesehen vom Nachteil der gro  ssen Glaskörper - noch den Nachteil mit sich,  dass die mehrfachen metallischen Reflexionen  sowie die durch sie bewirkten zusätzlichen  Phasenverzögerungen der senkrecht zur Ein  fallsebene polarisierten gegenüber der parallel  polarisierten Komponente, welche über das  ganze     (Tesiehtsfeld    unter     I-mständen    nicht.  völlig zu beseitigen sind, Verluste ergeben  können.   Diese lassen sich beim Parabolspiegel  wenigstens zum Teil dadurch beheben, dass  man an Stelle des ebenen Spiegels 8 einen  zylindrischen Hohlspiegel 11,     Fig.3,    verwen  det, wodurch die reflektierte Strahlung auf  einen gleichfalls zylindrischen Spiegel 12 ge  eigneter Brennweite mit vorgeschaltetem     7J4-          Plättehen    13 konzentriert wird, der sie wie  der annähernd parallel und um 90  in der  Ebene gedreht auf den     Polarisator    wirft.   Da  bei wird allerdings der Abbildungsmassstab  für das durch die zweite Komponente im Spie  gel 12 entworfene virtuelle     Liehtquellenbild     verändert.     Lm    einen Verlust infolge Abschat  tung der Lampe durch den Spiegel 12 zu ver  meiden, schaltet man     zweckmässig    dazwischen  einen kleinen - bei Scheinwerferlampen meist.  schon von vornherein eingebauten - sphä  rischen Spiegel 1.4 ein, der die Strahlung der  Lampe in dem betreffenden Sektor zum  Scheinwerferspiegel umlenkt. Diese Art der  Reflexion in den Lampenraum und aus dem  selben heraus kann zweckmässig bei gewissen  der nachfolgend beschriebenen Ausführungs  formen der Erfindung verwendet werden, ins-      besondere in Verbindung mit den an Hand  von Fig.4 bis 6 beschriebenen Polarisatoren.    Eine erste Ausführungsform der Erfin  dung ist nun in Fig. 4 dargestellt. Der Pola  risator besteht aus einer Reihe von zweck  mässig gleich grossen Teilpolarisatoren 20, wel  che jeweils an dem von den polarisierenden  Schichten 21 geschnittenen Kanten     aneinander-          gereiht    sind, so dass die Schichten zusammen  eine glatte Fläche 22 bilden. Die Herstellung  dieses Polarisators geschieht zweckmässig so,  dass man zwei auf einer Seite treppenförmig  geschliffene oder gepresste Glasplatten auf  den glatten Flächen verkittet, nachdem man  eine derselben (oder beide) mit den polarisie  renden Schichten belegt hat.   Im allgemeinen  wird man entweder durch die Form des  Scheinwerferspiegels 3 oder mit Hilfe von  Kondensorlinsen anstreben, dass paralleles  Licht die Polarisatorplatten durchsetzt, so dass  die Fläche 22 eine Ebene ist; jedoch kann man  solche Polarisatoren auch für divergentes  Licht ausbilden, indem man der Fläche 22  eine derartige Krümmung gibt, dass die auf  treffenden Strahlen sie unter überall gleichen  Winkeln a schneiden, für welche die eingangs  erwähnte Beziehung 1 gilt. Diese Bedingung  soll natürlich auch im Falle von Fig.4, wo  die Krümmung der Fläche null ist, erfüllt  sein.    Dabei wird man auch die Treppenflächen  23 und 23' so legen, dass die durchgehenden  Strahlen ihnen parallel sind, sowie die     Flä-          chen    24 und 24' derart, dass sie jeweils auf  den ankommenden bzw. austretenden Strahlen  senkrecht stehen. Ferner soll zweckmässig ein  in einer Fläche 23 verlaufender Strahl auch  in einer Fläche 23' liegen, damit das gesamte  Gesichtsfeld nicht zu oft unterbrochen wird,  unbedingt nötig ist jedoch diese Bedingung  nicht.    Die Treppenpolarisatoren nach Fig. 4 kön  nen zur Ausnutzung der reflektierten Kompo  nente mit sämtlicher vorher beschriebenen  Arten der Umlenkung dieser Komponente  kombiniert werden. In Fig.4 ist der Fall  gezeichnet, bei dem die reflektierte polarisierte  Komponente mittels des Spiegels 8 in den    Lampenraum zurückgespiegelt und durch die  Phasenplatte 10 gedreht wird. Bei gekrümm  ter Fläche 22 wird man auch den Spiegel 8  so krümmen, dass die auftreffenden Strahlen  möglichst wieder in sich selbst zurückgespie  gelt werden.   Bildet man dagegen den Trep  penpolarisator aus zwei symmetrisch zuein  ander liegenden Teilen aus, deren Schichten  sich in der Einfallsebene unter annähernd 90   schneiden (Fig.5), so hat man den Vorteil,  dass der Spiegel 8 entfällt, da nun die Rück  spiegelung an den     Polarisatoren    selbst erfolgt,  ausserdem ergibt sich eine beträchtliche Raum  ersparnis.    Eine weitere Ausführungsform der Erfin  dung besteht darin, dass man die polarisie  renden Schichten, wie     Fig.    6 zeigt,     ziekzack-          förmig    anordnet, wobei die Schichten der ein  zelnen     Teilpolarisatoren    abwechselnd unter  annähernd              45     gegen die einfallende     Strah-          lenrichtung    geneigt sind.   Es bilden also zwei  benachbarte     Schichtenflächen    zusammen einen  Winkel von etwa. 90 , so dass ein auf eine       Schichtenfläche    auffallender Strahl nach Re  flexion an dieser und der benachbarten Fläche  in seine     Ausgangssrichtung    zurückgeworfen  wird. Zweckmässig wird die     zickzackförmige          Polarisatorschicht    so hergestellt, dass man auf.  eine geeignet geformte, durchsichtige Unter  lage die Schichten aufbringt und die vor  handenen  Täler  entweder mit einem durch  sichtigen Stoff ausgiesst oder mit einem zwei       ten    in geeigneter Form geschliffenen oder  gepressten Körper verkittet.   Falls erwünscht,  kann auch dieser zweite Körper noch polari  sierende Schichten tragen. Es empfiehlt sich  dabei, den gesamten     Polarisator    so auszubil  den, dass er äusserlich einer planparallelen  Platte gleichkommt     (Fig.6).    Um das durch  einen derartigen     Polarisator    im Lampenraum  erzeugte Bild der Lichtquelle nicht mit dieser  selbst zusammenfallen zu lassen, muss man  die Strahlen ein wenig gegen die Normale  der     Zickzackflächen    geneigt einfallen lassen.    Die Ausnutzung der zweiten Komponente  lässt sich bei derartigen     Polarisatoren    noch  auf andere Weise bewerkstelligen. Man kann  nämlich den Eintritt der primären unpolari-      sierten Strahlung in den Polarisator auf von  einander getrennte     streifenförmige    Flächen  beschränken, die also senkrecht zur Richtung  der ankommenden Strahlen durch Zwischen  räume getrennt sind. Die Durchführung die  ses Prinzips kann beim Treppenpolarisator  z. B. so erfolgen, dass man der von den Strah  len zuerst getroffenen prismatischen Platte  die in Fig. 7 gezeichnete Form gibt. Die den  Lichteintritt sperrende Oberfläche 25 liegt  parallel zu den Schichten 21 und ist nach  aussen und innen spiegelnd ausgebildet.   Das  durch die Fläche 24 eintretende Licht wird  von den Schichten 21 teils durchgelassen, teils  auf den Spiegel 25 geworfen, vor welchem  noch die drehende Phasenlamelle 30 eingelegt  ist. Ihre Phasendifferenz ist so bemessen, dass  sie zusammen mit der durch die Spiegelung  bewirkten für die     zweimalige    Durchsetzung  gerade 180  ausmacht. Die reflektierte und  gedrehte Komponente wird somit die     Sehich-          ten    21 durchsetzen und zusammen mit der  durchgehenden Komponente bei 24' austreten.    Das auf die Flächen 25 auffallende Licht  kann entweder über einen parallel zu den  Schichten 21 gestellten Spiegel 26 auf die  Fortsetzung desselben Treppenpolarisators  oder auf einen ähnlichen     Polarisator    fallen  oder man verwendet bereits an Stelle von  26 einen derartigen Polarisator.    Während die eben beschriebene Ausfüh  rungsform zwangläufig mit einer Querschnitt,       verdoppelung    des Strahlenbündels verbunden  ist, lässt sich eine solche durch eine weitere,  in der Zeichnung nicht dargestellte Lösung  umgehen, welche ebenfalls auf dem Prinzip  der beschränkten Eintrittsflächen beruht. Sie  unterscheidet sich von der vorhergehenden  Ausführung des Treppenpolarisators dadurch  dass auf den Flächen 25, welche jetzt nur  innen     verspiegelt    zu sein brauchen, Prismen  aufgekittet sind, deren Kathetenfläehen mit  den Ebenen von 23 und 24 zusammenfallen.  Die mit 24 zusammenfallenden Flächen sind  verspiegelt, so dass das auf sie treffende Licht  wieder in den Lampenraum zurückgelangt.    Selbstverständlich kann die Rückspiege  lung in den Lampenraum auch durch eine    in Streifen verspiegelte, senkrecht in den  Strahlengang gestellte Glasplatte bewirkt wer  den.    Die Ablenkung der einfallenden Strahlen       durch    Spiegelung von den abzudeckenden  Flächen, die unvermeidlich mit gewissen Ver  lusten verbunden ist, lässt sieh durch eine  weitere Lösung des Problems völlig umgehen.  Man schaltet zu diesem Zweck in den Strah  lengang des parallelen Scheinwerferlichtes  ein teleskopisch-zylindrisehes Abbildungssy  stem ein, welches eine periodische Einschnü  rung des Strahlenbündelquersehnittes auf die  Eintrittsflächen der Teilpolarisatoren bewirkt.  Dies lässt sieh z. B. in der Weise realisieren,  dass man (vgl.   Fig.8) ein System von an  einandergereihten positiven     streifenförmigen     Zylinderlinsen 37 verwendet, derart, dass die  Breite einer Zylinderlinse doppelt so gross ist  wie die Breite der Eintrittsflächen der Teil  polarisatoren, und dass die Mittelebene jedes  Zylinderlinsenstreifens mit der Mittelebene  einer Eintrittsfläche zusammenfällt. Im Ab  stand der halben Brennweite dieses Systems  befindet sieh ein weiteres negatives Linsen  system 32, dessen Brennweite die Hälfte der  jenigen des ersten Linsensystems beträgt. Die  dadurch wieder parallel gerichteten Strahlen  treten anschliessend in die Eintrittsflächen des  Polarisators ein. Für die Öffnung der Zylin  derlinsen 31 empfiehlt sieh etwa ein Verhält  nis 1:10.   Mit dieser Anordnung wird erreicht,  dass man die gesamte Strahlung ohne Ände  rung des normalen Lichtbündelquerschnittes  und nahezu     verlustlos    polarisieren kann.    Das     teleskopiseh-zy        lindrisehe    Abbildungs  system für jeden     Teilpolarisator    kann auch       aus    einer einzigen     meniskusförinigen    Linse  etwa nach Art der     Fig.    9 bestehen, die dann  besonders einfach durch Pressen von Glas  oder Kunststoff herzustellen ist. Eventuell  könnten auch all diese Linsen in einem ein  zigen     Presskörper    vereinigt sein. was in     Fig.    9  nicht. der Fall ist.    Die     Treppenpolarisatoren    besitzen zwar  eine     vorzüglielie        --        irksainkeit,    haben aber den  Nachteil, dass sie bei exakter Ausführung der  Treppenflächen kostspielig sind, während      eine weniger exakte Ausführung leicht zu  Streuverlusten führt. Diese Nachteile fallen  bei einer weiteren Variante des Polarisators  fort, die zudem die Vorteile eines geringen  Raumbedarfs, äusserlich glatter Flächen und  einfacher Herstellung vereinigt.    Ein solcher Polarisator ist in Fig. 10 dar  gestellt. Zwischen parallelepipedförmigen Pris  menkörpern 33 liegen jeweils parallel und  äquidistant zueinander die polarisierenden  Schichten 36 und 36', und zwar sind die Ab  stände so gehalten, dass die Projektionen der  Schichten auf eine zu den durchtretenden  Strahlen senkrechte Ebene lückenlos     anein-          andersehliessen.    Sie können sieh aber auch  gegenseitig überdecken, wie in Fig.11, was  den Vorteil bringen kann, dass der Polarisa  tionsgrad noch beträchtlich erhöht wird.   Das  durch die Flächen 34 eintretende Licht  (Fig.10) durchsetzt mit der einen Kompo  nente die Schichten 36 und tritt bei 35 wieder  aus, die andere senkrecht dazu schwingende  Komponente wird durch die Schichten 36 auf  die benachbarte Schicht 36' reflektiert und  von dieser wieder in die ursprüngliche Rich  tung umgelenkt, so dass sie bei 37 austritt.  Hier wird sie noch durch ein     #/2-Phasenplätt-          chen    38 um 90  in der Schwingungsebene  gedreht. Hinter den Schichten 36' ist die  Fläche zweckmässig geschwärzt, um etwaiges  Störlicht abzufangen. Um die Lampenstrah  lung voll auszunützen, muss man also nur  dafür sorgen, dass das auf die Flächen 39  fallende Licht ebenfalls ausgenutzt wird.   Dies  kann wieder nach den bei den Treppenpolari  satoren beschriebenen Verfahren erreicht wer  den, indem man entweder die Flächen 39       verspiegelt,    oder eine schräg in den Strahlen  rang gestellte, streifenweise verspiegelte Platte  vor den Polarisator einschaltet, oder ein Zylin  derlinsensystem in der oben angegebenen  Weise zur Einschnürung der Strahlenbündel  auf die Durchsehnittsfläche 34 verwendet.    Ist das zu polarisierende Strahlenbündel  nicht parallel, so bekommt man mit dem be  schriebenen Polarisator mit genau     parallel-          epipedischen,    gleichen Glaskörpern kein gut  polarisiertes Licht. Es ist in diesem Falle    möglich, diese z. E. aus verkitteten Prismen  bestehenden Körper leicht zu deformieren, so  dass in einem Schnitt, parallel zur Einfalls  ebene betrachtet (Fig.l2), die Begrenzungs  flächen jedes Teilpolarisators senkrecht zu  den durchgehenden Strahlen stehen und die  die polarisierenden Schichten enthaltenden  Trennflächen jeweils in ihrer Mitte von d'en  ankommenden Strahlen unter dem Winkel a  getroffen werden, für den die Beziehung (1.)  gelten soll.   Man kann aber auch, wenn man       die        Parallelität        der        Prismenfläehen        nicht          will,    so verfahren, dass man die pola  risierenden Schichten nicht mehr     äquidistant,     sondern in solchen Abständen .anordnet, dass  die durchgehenden Strahlenbündel jeweils ge  rade ein polarisierendes     Schichtensystem    voll  ausleuchten     (Fig.13).    Die Darstellung von       Fig.13    berücksichtigt dabei nicht die     Bre-          ehung    der Strahlen im     Prismenkörper,      welche  bewirkt, dass auch bei stärkerer Divergenz  bzw. Konvergenz die Abstandsverschiebungen  der     Sehichtsysteme        verhältnismässig    gering  bleiben, so dass auch die gemäss den Ände  rungen des     Einfallwinkels    a zur Erfüllung  von Gleichung (1) erforderlichen Änderungen  der Schichten unter Umständen     vernachlässig      bar sind.    Bei Verwendung von     ungefiltertem        Glüh-          licht    und visueller Beobachtung wird man die  Dicke der Phasenplättchen so bemessen, dass  die gewünschte Phasenverzögerung für das  Maximum der spektralen     2liigenempfindlich-          keitskurve,    also für die Wellenlänge o --  555     m,u,    eintritt. In denjenigen der bisher be  schriebenen Anordnungen, bei denen die  Phasenplatte nach dem Austritt aus dem pola  risierenden System durchlaufen wird, wie  z.   B. in     Fig.10,    11 und 12 und 13, wird man  daher für die gedrehte Komponente in den  von     io    weiter entfernten     Spektralgebieten     keine völlige lineare Polarisation erzielen kön  nen; mit einem gekreuzten Analysator beob  achtet man somit, in diesem Falle ein schwa  ches violett bis purpurn gefärbtes Restlicht.  Um bei besonders hohen Ansprüchen an die  Reinheit der Polarisation auch dieses Restlicht  auszuschalten, kann man die vorgeschlagenen      obigen Anordnungen noch dadurch verbessern,  dass man den Polarisator aus zwei hinterein  anderliegenden Teilpolarisatorensy stemen auf  baut, wofür in Fig.14 ein Ausführungsbei  spiel dargestellt ist.   Hierin bedeuten 36 und  36' die polarisierenden Schichten des ersten  Teilpolarisatorensystems, 38 die     #/2-Phasen-          platten,    36a und 36a' die Schichten des zwei  ten Teilpolarisatorensystems. Die Flächen 41  und 42 sind zweckmässig geschwärzt; 40 kann  je nach dem Beleuchtungssystem verspiegelt  oder geschwärzt sein. Die polarisierenden  Schiehten 36a sind an sieh unnötig und kön  nen auch wegfallen.    Die für die Fertigung erschwerende Pris  menfläche 42 lässt sich umgehen, wenn man  die durchgehende Komponente dreht und die  Korrektur der Polarisation durch ein Teil  polarisatorensystem vornimmt, dessen Ele  nente doppelt so grosse Abstände voneinander  haben können wie die des ersten Systems.  Fig.15 zeigt ein Beispiel für diese Lösung.  Die durch die Eintrittsfläche 34 ankommende       Strahlung    wird durch die Schicht 36 in die  Parallel- und Senkrechtkomponente zerlegt,  wovon die erstere durch das     #/2-Phasenplätt-          ehen    38 gedreht auf die Polarisatorschicht 46  fällt, deren Riickseite 47 geschwärzt ist; von  hier verlässt sie nach Reflexion an der ge  genüberliegenden Polarisatorschicht 46' die  Anordnung.   Die andere (senkrechte) Kompo  nente wird lediglich an den     Polarisatorschich-          ten    36 und 36' reflektiert und verläuft dann  parallel und gleichgerichtet mit der ersten  Komponente. Eine der Flächen 46 und 46'  kann hier natürlich auch durch eine gewöhn  liche metallische Spiegelschicht (46a, Fig.16)  ersetzt werden. Wen man dagegen die Pola  risatorschicht 46 durch eine solche     Spiegel-          sehieht    ersetzt, so kann man die Phasenplatte  38 auch parallel vor dieser liegend anordnen  (Fig.16), muss dann aber die Phasenverzöge  rung so wählen, dass sie zusammen mit der  durch den Spiegel bewirkten beim Hin- und  Hergang gerade @/2 ausmacht.   Im letzteren  Fall kann man auch die beiden Teilpolar     i-          satorsysteme    wieder zu einem einzigen System  verschmelzen, indem man nach Fig.17 Teil-    polarisatoren verwendet, deren polarisierende  Schichten 36 und 36' kontinuierlich durchlau  fen und sich ähnlich wie in Fig. 11 in ihrer  Projektion senkrecht auf die     Strahlenrich-          tung    jeweils zur Hälfte gegenseitig über  decken, während die (ebenfalls kontinuier  lichdurchlaufenden)     Spiegelschichten,Schwär-          zungsschichten    und Phasenplättchen in der  selben Projektion genau aneinanderschliessen.    Die hinter der Lichteintrittsfläche 34 liegen  den Schichten 36 sind also einerseits benach  bart den Schichten 36' mit der     Schwärzungs-          schicht    47, anderseits den Phasenlamellen 38,  welche rückwärts an die Spiegelschicht 46a  grenzen. An der Rückseite der Spiegelschicht  46a liegt unmittelbar die Schwärzungsschicht  47 des nächsten Teilpolarisators.    Die beiden letzten Lösungen. namentlich  die in Fig.17 dargestellte, sind von besonde  rem Vorteil für die Fertigung; es empfiehlt  sich nämlich, die Polarisatoren von Fig.10, 1l  und 13 bis 17 in der Weise herzustellen, dass  man so viele Planplatten wie der fertige Pola  risator Glasparallelepipede enthalten soll, nach  Belegung mit. den polarisierenden Schichten  hart verkittet und dann in der verlangten  schrägen Richtung in Platten der gewünsch  ten Dicke durchschneidet und an den Schnitt  flächen poliert     (Fig.18).    Zuletzt unterzieht  man den ganzen Körper zur Behebung von  Spannungen noch einer Wärmebehandlung mit.  langsamer Abkühlung nach bekannten Regeln.    Legt man nun bei der Ausführung von     Fig.17     die Phasenplatte 38 parallel vor die Spiegel  schicht     46a,    so kann man bei der Fertigung  die ganzen Platten mit. der Phasenfolie über  ziehen, verspiegeln, schwärzen und dann ver  kitten. Damit fällt die schwierige     Justierarbeit     fort., die für die Anordnung der Phasenplat  ten in der Ebene -14 bis 45 der     Fig.    1.4 bis 16  nötig ist.    Zum Aufbau der polarisierenden     Inter-          ferenzscliichten    eignen sich, wie bekannt, z. B.  Kieselsäure,     Erdalkalifluoride    oder     Kryolith     als tiefbrechende, Sulfide des Zinks oder Kad  miums,     Schwermetallchloride,    wie Bleichlorid  oder     Thalliumchlorid,    sowie Metalloxyde, wie  die des Titans, Antimons oder Zinns,     als    hoch-      brechendes Sehichtenmaterial, wobei das Auf  bringen -in bekannter Weise entweder im  Vakuum durch Verdampfen bzw. Zerstäuben  oder durch Niederschlagen aus     kolloidal-flüs-          siger    oder gasförmiger Phase erfolgen kann.    Die mit dem Polarisator erhaltene linear po  larisierte Gesamtstrahlung kann durch Hin  zusehalten geeignet orientierter     #/4-Plättehen     natürlich anch in zirkular- oder elliptischpola  risierte Strahlung umgewandelt werden. Dies  ist von besonderer Bedeutung für Nebelschein  werfer, bei denen bekanntlich durch Verwen  dung von zirkularpolarisiertem Lieht die Rück  streuung stark reduziert werden kann.    Die oben erwähnte Abhängigkeit der Pha  senverzögerung von der Wellenlänge, welche  an den Enden des Spektrums zu einer     Ab-          weiehung    von der Linearität der Polarisation  führen kann, lässt sieh umgekehrt aber auch  unter Umständen durch die damit verbun  denen Farbwirkungen ausnutzen. Wählt man  für linearpolarisiertes Licht z. B.     Phasenver-          zögerer    höherer Ordnung (also     3#/2,    57/2 usw.),  so wird der Spektralbereich hinreichender  Linearität immer enger, dafür tauchen im  Sichtbaren nun unter Umständen mehrere  Linearitätsstellen auf, zwischen denen Berei  che elliptischer bzw. zirkularer Polarisation  liegen.   Nimmt man beispielsweise einen     Pha-          senverzögerer    von     7#/2    für     #    = 550 m , so  hat man eine Phasenverzögerung von 57/2 bei  770 m  und von     9#/2    bei 430 m . An diesen  drei Stellen würde also das Licht durch einen  gekreuzten Analysator völlig gelöscht, bei  R = 640 bzw. 480 mu (Phasenverzögerung =  3 bzw. 4 i) würde dagegen nur eine Aus  löschung der einen Komponente stattfinden,  da die andere nicht gedreht würde; an allen  andern Stellen des Spektrums hätte man da  gegen elliptisch- bzw. zirkularpolarisiertes  Lieht.    Die dadurch bewirkten Farbeffekte können  etwa für Signalzwecke Verwendung finden.  Als Phasenverzögerer nimmt man am be  quemsten glasklare organische Stoffe, die wäh  rend der     Verfestigung    bei der Herstellung  einer gerichteten Spannung ausgesetzt sind,    z. B. Folien aus Zelluloseester,     Polyvinyl-          alkohol.       Als Material für die Einbettprismen der  Polarisatorenschichten eignet sieh spannungs  freies Glas beliebiger Art, auch organisches  Glas, wobei stets die Beziehung (1) zu be  rücksichtigen ist; vorteilhaft ist jedoch, wenn  ausserdem noch die Beziehung  EMI0007.0017         erfüllt ist, wo vh die Abbesche Zahl des hoch  brechenden, vt die des tiefbrechenden Schich  tenmaterials und vg die des Prismenmaterials  bedeutet. Bei     Berücksichtigung    dieser Bezie  hung     wird    nämlich die Polarisation im ganzen  sichtbaren Bereich möglichst gleichmässig.  Device for generating polarized light provided with an interference polarizer. In a number of technical applications of polarized light, the fact that with the polarizers customary up to now, only a fraction (theoretically 50%) of the original light intensity can be used is extremely inhibiting.  One way of avoiding such losses was, in principle, with the old set of glass plates, but this required a very large number of glass plates, where the reflected component split into twice the number of sub-bundles of decreasing intensity. Proposals to use all of these partial beams and to align them in their direction of radiation and oscillation have been made, but have never been used in practice because of the poor effectiveness and un handiness of the glass plate set.  So-called Interferenzpolarizers have already been proposed, which consist of a plurality between prismatic, through visible bodies embedded, alternating high and deep refractive layers and practically all of the incident light tei len in two differently polarized bundles, one of which is allowed through the polarizer and the other is reflected by him. Such an interference polarizer represents, so to speak, a micro-glass plate set that is free from the weaknesses of the old glass plate set and far exceeds this in terms of performance.   A device provided with an interference polarizer for generating polarized light has also already been proposed, in which a birefringent, transparent, thin layer serving as a relative phase retarder is provided in order to utilize both polarized light bundles, through which the plane of oscillation of one light bundle in the viewing angle is provided. The plane of the other light beam is rotated and in which one light beam is deflected in the direction of propagation of the other light beam.  The already given solution to the problem of polarizing radiation in one direction with practically no loss, however, can only be used for light bundles of moderate cross-section, since otherwise, as can easily be seen, very large and therefore heavy and expensive prism bodies are obtained.  The present invention avoids this disadvantage in that the polarizer. has several, adjacent partial polarizers.  For a better understanding of the following statements, FIGS. 1 to 3 initially show devices in which the polarizer does not have a plurality of partial polarizers lying next to one another and which therefore do not represent embodiments of the invention. The comparison with the embodiments of the invention presented in the other figures clearly shows the reduction in the prismatic glass body achieved in the latter. 1 shows a device with a condenser lens 2, while FIGS. 2 and 3 show devices with a parabolic mirror 3, e.g. B. headlights show.  In all three cases, approximately parallel light reaches the interference polarizer from the light source 1, which consists of the two prisms 4 and 4 ', between which the polarizing, alternating high and low refractive layers 5 are embedded so that the angle of incidence a The relation applies to the rays appearing on them:EMI0002.0001    (nh = refractive index of the high refractive index, nt = refractive index of the deep refractive index of the polarizer, ng = refractive index of the glass body.) If this relationship is met, the rays hit the interfaces between the layers at Brewster's angle.   As a result, half of the light, namely the component oscillating in the plane of the drawing, sets the polarizer in a straight line; the other, vertically oscillating component is reflected and, in the case of FIGS. 1 and 2, hits the mirror 8, which throws the rays back into the lamp chamber on approximately the same path where they unite on the reflector 9 in FIG. in Fig. 2 draw a real image of the light source at 1 '. The dashed lines relate to the rays emanating from the mentioned images of the light source, the divergence being drawn greatly exaggerated for clarity. Between the polarizer and the light source there is a birefringent plate 10, which is penetrated twice by the reflected component.   Since it is a 7/4 plate (in which the relative phase of the two refracted rays is 90), which is oriented in the main vibration directions by 45 against the vibration level of the reflected component. is, the plane of oscillation of this component is rotated 90 compared to its original position after the second pass. Finds the reflection of the reflected component - such as B. when using a parabolic mirror - at larger angles of incidence and repeated instead, it can be useful to correct the elliptical polarization caused by this to use a lamella with a different phase difference instead of the 2 (4-phase plate, which is best is determined experimentally for the respective system.   With the arrangement described, a high degree of polarization is achieved as a result of the repeated filtering of one component; On the other hand, however, apart from the disadvantage of the large glass bodies, it also has the disadvantage that the multiple metallic reflections and the additional phase delays caused by them, the component polarized perpendicular to the plane of incidence versus the parallel polarized component, which extends over the entire field of view I do not need to be completely eliminated, losses can result.   In the case of the parabolic mirror, these can be remedied at least in part by using a cylindrical concave mirror 11, FIG. 3, instead of the flat mirror 8, whereby the reflected radiation is directed to a likewise cylindrical mirror 12 of suitable focal length with an upstream 7J4 plate 13 is concentrated, which throws them like the approximately parallel and rotated by 90 in the plane onto the polarizer.   Since, however, the imaging scale for the virtual light source image designed by the second component in the mirror 12 is changed. To avoid a loss as a result of the lamp being turned off by the mirror 12, it is advisable to switch a small one in between - usually with headlight lamps. a spherical mirror 1.4 built in from the start, which deflects the radiation from the lamp in the relevant sector to the headlight mirror. This type of reflection into and out of the lamp space can expediently be used in certain of the embodiments of the invention described below, in particular in connection with the polarizers described with reference to FIGS. 4 to 6.  A first embodiment of the invention is now shown in FIG. The polarizer consists of a number of appropriately sized partial polarizers 20, each of which is lined up at the edges cut by the polarizing layers 21, so that the layers together form a smooth surface 22. This polarizer is expediently manufactured by cementing two glass plates, ground or pressed step-like on one side, onto the smooth surfaces after one of the same (or both) has been covered with the polarizing layers.   In general, either through the shape of the headlight mirror 3 or with the aid of condenser lenses, one will strive for parallel light to penetrate the polarizer plates so that the surface 22 is a plane; However, such polarizers can also be designed for divergent light by giving the surface 22 such a curvature that the rays impinging it intersect it at all the same angles a, for which the above-mentioned relationship 1 applies. This condition should of course also be fulfilled in the case of FIG. 4, where the curvature of the surface is zero.  The stair surfaces 23 and 23 'will also be placed in such a way that the rays passing through are parallel to them, as well as the surfaces 24 and 24' in such a way that they are perpendicular to the incoming and outgoing rays. Furthermore, a beam running in a surface 23 should also be located in a surface 23 'so that the entire field of view is not interrupted too often, but this condition is not absolutely necessary.  The staircase polarizers according to FIG. 4 can be combined with all of the previously described types of deflection of this component to take advantage of the reflected component. 4 shows the case in which the reflected polarized component is reflected back into the lamp space by means of the mirror 8 and is rotated by the phase plate 10. If the surface 22 is curved, the mirror 8 will also be curved in such a way that the impinging rays are reflected back into themselves as far as possible.   If, on the other hand, the staircase polarizer is made up of two symmetrically arranged parts, the layers of which intersect in the plane of incidence under approximately 90 (FIG Polarizers themselves takes place, there is also a considerable saving of space.  Another embodiment of the invention consists in arranging the polarizing layers in a zigzag shape, as shown in FIG. 6, the layers of the individual partial polarizers being inclined alternately at approximately 45 degrees against the incident beam direction.   So two adjacent layer surfaces together form an angle of approximately. 90, so that a beam incident on a layer surface after reflection on this and the adjacent surface is reflected back in its exit direction. The zigzag-shaped polarizer layer is expediently produced in such a way that it is a suitably shaped, transparent base applies the layers and the existing valleys are either filled with a transparent material or cemented with a second suitably ground or pressed body.   If desired, this second body can also wear polarizing layers. It is advisable to design the entire polarizer so that it looks like a plane-parallel plate on the outside (Fig. 6). In order not to let the image of the light source generated by such a polarizer in the lamp compartment coincide with the latter itself, the rays must be inclined a little from the normal of the zigzag surfaces.  The second component can also be used in other ways in such polarizers. This is because the entry of the primary unpolarized radiation into the polarizer can be restricted to mutually separated strip-shaped surfaces, which are thus separated by spaces perpendicular to the direction of the incoming rays. The implementation of this principle can be done with the stair polarizer z. B. be done so that the prismatic plate hit by the Strah len first gives the shape shown in FIG. The surface 25 blocking the entry of light lies parallel to the layers 21 and is designed to be reflective to the outside and to the inside.   The light entering through the surface 24 is partly transmitted by the layers 21 and partly thrown onto the mirror 25, in front of which the rotating phase lamella 30 is inserted. Their phase difference is such that, together with that caused by the mirroring, it amounts to just 180 for the two-time enforcement. The reflected and rotated component will thus penetrate the views 21 and exit together with the continuous component at 24 '.    The light incident on the surfaces 25 can either fall via a mirror 26 placed parallel to the layers 21 onto the continuation of the same staircase polarizer or onto a similar polarizer, or such a polarizer can be used instead of 26.  While the embodiment just described is inevitably associated with a cross-section, doubling of the beam, this can be circumvented by a further solution, not shown in the drawing, which is also based on the principle of restricted entry surfaces. It differs from the previous version of the staircase polarizer in that prisms are cemented onto the surfaces 25, which now only need to be mirrored on the inside, the cathetus surfaces of which coincide with the planes of 23 and 24. The surfaces that coincide with 24 are mirrored, so that the light that hits them returns to the lamp room.  Of course, the rear mirroring in the lamp compartment can also be effected by a glass plate mirrored in strips and placed vertically in the beam path.  The deflection of the incident rays by reflection from the surfaces to be covered, which is inevitably associated with certain losses, can be avoided completely by a further solution. For this purpose, a telescopic cylindrical imaging system is switched into the beam path of the parallel headlight light, which causes a periodic constriction of the beam cross section on the entrance surfaces of the partial polarizers. This lets you see e.g. B. realize in such a way that one (cf.   8) a system of lined up positive strip-shaped cylindrical lenses 37 is used, such that the width of a cylindrical lens is twice as large as the width of the entrance surfaces of the partial polarizers, and that the central plane of each cylindrical lens strip coincides with the central plane of an entrance surface. From half the focal length of this system there is another negative lens system 32, the focal length of which is half that of the first lens system. The beams, which are directed again in parallel, then enter the entrance surfaces of the polarizer. For the opening of the Zylin derlinsen 31 we recommend a ratio of about 1:10.   With this arrangement it is achieved that the entire radiation can be polarized without changing the normal light beam cross-section and with almost no loss.  The telescopic lindrise-like imaging system for each partial polarizer can also consist of a single meniscus-shaped lens, for example in the manner of FIG. 9, which is then particularly easy to manufacture by pressing glass or plastic. All of these lenses could possibly also be combined in a single press body. which is not in Fig. 9. the case is.  Although the staircase polarizers have excellent flexibility, they have the disadvantage that they are expensive if the stair surfaces are designed precisely, while a less precise design easily leads to scattering losses. These disadvantages do not apply to a further variant of the polarizer, which also combines the advantages of a small space requirement, externally smooth surfaces and simple manufacture.  Such a polarizer is shown in FIG. Between parallelepiped-shaped prism bodies 33, the polarizing layers 36 and 36 'lie parallel and equidistant from one another, namely the distances are kept so that the projections of the layers on a plane perpendicular to the rays passing through them converge seamlessly. But they can also overlap one another, as in Fig. 11, which can have the advantage that the degree of polarization is increased considerably.   The light entering through the surfaces 34 (FIG. 10) penetrates the layers 36 with one component and exits again at 35, the other component oscillating perpendicular thereto is reflected by the layers 36 onto the adjacent layer 36 'and from this again diverted in the original direction so that it exits at 37. Here it is still rotated by 90 in the plane of oscillation by a # / 2 phase plate 38. The area behind the layers 36 'is suitably blackened in order to intercept any interfering light. In order to fully utilize the lamp radiation, it is only necessary to ensure that the light falling on the surfaces 39 is also used.   This can be achieved again after the method described in the staircase polarizers who by either mirroring the surfaces 39, or switching on a slanted mirrored plate placed in the rays in front of the polarizer, or a Zylin derlinsensystem in the manner indicated above Constriction of the bundle of rays on the average surface 34 is used.  If the beam to be polarized is not parallel, the polarizer described with exactly parallel-epipedic, identical glass bodies does not produce well-polarized light. It is possible in this case, this z. E. Easily deform body consisting of cemented prisms, so that in a section, viewed parallel to the plane of incidence (Fig.l2), the boundary surfaces of each partial polarizer are perpendicular to the rays passing through and the dividing surfaces containing the polarizing layers are each in their center are hit by the incoming rays at the angle α for which the relation (1.) is to apply.   However, if one does not want the parallelism of the prismatic surfaces, one can proceed in such a way that the polarizing layers are no longer arranged equidistantly, but at such intervals that the continuous bundles of rays each just fully illuminate a polarizing layer system (Fig. 13 ). The representation of Fig. 13 does not take into account the broadening of the rays in the prism body,      which has the effect that, even with greater divergence or convergence, the displacements in distance of the visual systems remain relatively small, so that the changes in the layers required in accordance with the changes in the angle of incidence α to satisfy equation (1) are also negligible under certain circumstances.  When using unfiltered incandescent light and visual observation, the thickness of the phase platelets is measured in such a way that the desired phase delay occurs for the maximum of the spectral dual-line sensitivity curve, i.e. for the wavelength o - 555 m, u. In those of the arrangements described so far, in which the phase plate is passed through after exiting the polarizing system, such.   B. in Fig.10, 11 and 12 and 13, one will therefore not be able to achieve complete linear polarization for the rotated component in the spectral regions further away from io; With a crossed analyzer one observes, in this case a weak violet to purple colored residual light. In order to switch off this residual light with particularly high demands on the purity of the polarization, the proposed above arrangements can be improved by building the polarizer from two partial polarizer systems lying one behind the other, for which an exemplary embodiment is shown in FIG.   Here, 36 and 36 'denote the polarizing layers of the first partial polarizer system, 38 the # / 2-phase plates, 36a and 36a' the layers of the second partial polarizer system. The surfaces 41 and 42 are suitably blackened; 40 can be mirrored or blackened depending on the lighting system. The polarizing layers 36a are actually unnecessary and can also be omitted.  The prism surface 42, which makes manufacturing more difficult, can be avoided by rotating the continuous component and correcting the polarization by means of a partial polarizer system, the elements of which can be spaced twice as large as those of the first system. Fig. 15 shows an example of this solution. The radiation arriving through the entrance surface 34 is broken down by the layer 36 into the parallel and perpendicular components, of which the former falls rotated through the # / 2 phase plate 38 onto the polarizer layer 46, the rear side 47 of which is blackened; from here it leaves the arrangement after reflection on the opposite polarizer layer 46 '.   The other (vertical) component is only reflected on the polarizer layers 36 and 36 'and then runs parallel and in the same direction as the first component. One of the surfaces 46 and 46 'can of course also be replaced here by a customary metallic mirror layer (46a, FIG. 16). If, on the other hand, the polarizer layer 46 is replaced by such a mirror, the phase plate 38 can also be arranged lying parallel in front of it (FIG. 16), but then the phase delay must be selected so that it is together with that caused by the mirror caused just @ / 2 when going back and forth.   In the latter case, the two partial polarizers systems can also be merged again into a single system by using partial polarizers according to FIG. 17 whose polarizing layers 36 and 36 'continuously run through and which, similar to FIG The projection perpendicular to the direction of the rays overlap each other half in each case, while the mirror layers (also continuously passing through), blackening layers and phase platelets exactly adjoin each other in the same projection.    The layers 36 located behind the light entry surface 34 are therefore on the one hand adjacent to the layers 36 'with the blackening layer 47 and on the other hand to the phase lamellae 38, which border on the mirror layer 46a at the rear. The blackening layer 47 of the next partial polarizer lies directly on the rear side of the mirror layer 46a.  The last two solutions. namely those shown in Figure 17 are of particular advantage for manufacturing; namely, it is advisable to manufacture the polarizers of Fig.10, 11 and 13 to 17 in such a way that you should contain as many flat plates as the finished Pola risator glass parallelepiped after being occupied. the polarizing layers cemented hard and then cut through in the required oblique direction in plates of the desired thickness and polished at the cut surfaces (Fig. 18). Finally, the whole body is subjected to a heat treatment to relieve tension. slow cooling according to known rules.    If you place the phase plate 38 parallel in front of the mirror layer 46a in the embodiment of FIG. 17, then you can use the entire plates during manufacture. The phase foil is coated, mirrored, blackened and then cemented. This eliminates the difficult adjustment work. Th for the arrangement of the phase plates in the plane -14 to 45 of FIGS. 1.4 to 16 is necessary.  For the construction of the polarizing interference signals, as is known, z. B. silicic acid, alkaline earth fluoride or cryolite as deep-refractive, sulfides of zinc or cad mium, heavy metal chlorides such as lead chloride or thallium chloride, and metal oxides such as those of titanium, antimony or tin, as high-refractive layer material, where the bring-in a known manner can take place either in a vacuum by evaporation or atomization or by precipitation from a colloidal liquid or gaseous phase.    The linearly polarized total radiation obtained with the polarizer can of course also be converted into circular or elliptically polarized radiation by adding suitably oriented # / 4 plates. This is of particular importance for fog lights, in which, as is well known, the use of circularly polarized light can greatly reduce the backscatter.  The above-mentioned dependence of the phase delay on the wavelength, which can lead to a deviation from the linearity of the polarization at the ends of the spectrum, can, conversely, also be exploited under certain circumstances through the associated color effects. If you choose for linearly polarized light z. For example, higher-order phase retarders (ie 3 # / 2, 57/2 etc.), the spectral range of adequate linearity becomes ever narrower, but several linearity points may appear in the visible, between which areas of elliptical or circular polarization lie.   For example, if you take a phase delay of 7 # / 2 for # = 550 m, you have a phase delay of 57/2 at 770 m and of 9 # / 2 at 430 m. At these three points the light would be completely extinguished by a crossed analyzer, at R = 640 or 480 mu (phase delay = 3 or 4 i), on the other hand, only one component would be deleted, since the other would not be rotated; at all other points of the spectrum one would have against elliptically or circularly polarized Lieht.  The resulting color effects can be used for signaling purposes. As a phase retarder you take the most comfortable crystal-clear organic substances that are exposed during the solidification in the manufacture of a directional voltage, z. B. films made of cellulose ester, polyvinyl alcohol.  As a material for the embedding prisms of the polarizer layers see stress-free glass of any type, including organic glass, always taking into account the relationship (1) must be; However, it is advantageous if the relationship is also addedEMI0007.0017    is fulfilled, where vh is the Abbe number of the high refractive index, vt that of the deep refractive layer material and vg that of the prism material. When this relationship is taken into account, the polarization becomes as uniform as possible in the entire visible range.

Claims (1)

Translated fromGerman
PATENTANSPRUCH Mit einem Interferenzpolarisator versehene Vorrichtung zur Erzeugung polarisierten Lichtes, bei welcher zur Ausnutzung beider polarisierter Lichtbündel eine als relativer Phasenv erzögerer dienende doppelbrechende, durchsichtige, dünne Schicht vorgesehen ist, durch welche die Schwingungsebene des einen Lichtbündels in die Schwingungsebene des andern Lichtbündels gedreht wird und bei welcher das eine Lichtbündel in die Fort pflanzungsrichtung des andern Lichtbündels umgelenkt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Polarisator mehrere, PATENT CLAIM provided with an interference polarizer device for generating polarized light, in which a birefringent, transparent, thin layer serving as a relative phase retarder is provided to utilize both polarized light bundles, through which the plane of oscillation of one light bundle is rotated into the plane of oscillation of the other light bundle and at which one light beam is deflected in the direction of propagation of the other light beam, characterized in that the polarizer has several, nebeneinanderlie- gende Teilpolarisatoren aufweist. UNTERANSPRÜCHE: 1. Vorrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass das reflektierte, polarisierte Teilbündel eines jeden Teilpolari- sators über den Phasenverzögerer (10) in den Lichtquellenraum zurückgespiegelt wird, von wo es nach abermaligem Durchgang durch den als 214-Plättehen ausgebildeten Phasenverzö- gerer (10) having adjacent partial polarizers. SUBClaims: 1. Device according to patent claim, characterized in that the reflected, polarized partial bundle of each partial polarizer is reflected back into the light source space via the phase retarder (10), from where it, after passing through the phase delay formed as 214 plates again, is lower (10) von neuem in den Polarisator ge langt (Fig. 4 bis 6). 2. Vorrichtung nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass ein bei der Rück spiegelung der Teilbündel entstehendes Bild der Lichtquelle unmittelbar neben dieser selbst liegt (Fig. 4 bis 6). 3. Vorrichtung nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass die Teilbündel durch einen Hohlspiegel reflektiert werden, derart, dass ein virtuelles Bild der Lichtquelle mittels eines weiteren Hohlspiegels erzeugt wird, der das Bündel wieder angenähert in der primären Richtung zurückwirft. 4. again entered the polarizer (Fig. 4 to 6). 2. Device according to dependent claim 1, characterized in that an image of the light source which occurs when the partial bundle is reflected back is located directly next to the latter itself (FIGS. 4 to 6). 3. Device according to dependent claim 1, characterized in that the partial bundles are reflected by a concave mirror in such a way that a virtual image of the light source is generated by means of a further concave mirror, which reflects the bundle again approximately in the primary direction. 4th Vorrichtung nach Unteranspruch 2, da durch gekennzeichnet, dass die Teilpolarisato ren (20) an den von den polarisierenden Schichten (21) geschnittenen Kanten so an einandergereiht sind, dass die Schichten zu sammen auf einer glatten Fläche liegen (Fig.4 und 5). 5. Vorrichtung nach Unteranspruch 4, da durch gekennzeichnet, dass das polarisierende Schichtensystem (21) zwischen zwei durch sichtigen Glaskörpern eingebettet ist, die an den Aussenseiten senkrecht zur Einfallsebene treppenartig geformt sind, wobei die Krüm mung der die Schichten tragenden Fläche so bemessen ist, dass der Einfallswinkel für die auf das Schichtensystem fallende Strahlung überall der Beziehung EMI0008.0002 gehorcht, worin nh die Brechzahl des hoch brechenden, Device according to dependent claim 2, characterized in that the partial polarizers (20) are lined up on the edges cut by the polarizing layers (21) so that the layers lie together on a smooth surface (FIGS. 4 and 5). 5. Device according to dependent claim 4, characterized in that the polarizing layer system (21) is embedded between two transparent glass bodies which are shaped like a staircase on the outside perpendicular to the plane of incidence, the curvature of the surface carrying the layers being dimensioned so that the angle of incidence for the radiation falling on the layer system has everywhere the relationEMI0008.0002 obeys where nh is the refractive index of the high refractive index, nt die Brechzahl des tiefbrechen den Schichtenmaterials und ng die Brechzahl der Glaskörper ist (Fig.4 und 5). 6. Vorrichtung nach Unteranspruch 5, da durch gekennzeichnet, dass der Treppenpolari sator aus zwei symmetrisch zueinander liegen den Teilen besteht, deren Schichten (21) sieh in der Einfallsebene unter annähernd 90 schnei den (Fig.5). 7. Vorrichtung nach Unteranspruch 2, da durch gekennzeichnet, dass die polarisierenden Schichten (21) der Teilpolarisatoren zickzack- förmig aneinandergereiht sind, wobei die Schichten der einzelnen Teilpolarisatoren ab wechselnd unter annähernd 45 gegen die einfallende Strahlenrichtung geneigt sind (Fig.6). B. nt is the refractive index of the deep-breaking layer material and ng is the refractive index of the glass body (Fig. 4 and 5). 6. The device according to dependent claim 5, characterized in that the staircase polarizer consists of two symmetrical to each other the parts, the layers (21) see in the plane of incidence under approximately 90 schnei (Fig.5). 7. The device according to dependent claim 2, characterized in that the polarizing layers (21) of the partial polarizers are strung together in a zigzag shape, the layers of the individual partial polarizers being inclined from alternately at approximately 45 against the incident beam direction (FIG. 6). B. Vorrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Eintritt der unpolarisierten Strahlung in den Polarisator auf voneinander getrennte streifenförmige Flächen beschränkt ist (Fig. 7 bis 17). 9. Vorrichtung nach Unteranspruch 8, da durch gekennzeichnet, dass die zwischen den Lichteintrittsflächen liegenden, lichtquellen- seitigen Flächen (25, 39) des Polarisators ver- spiegelt sind (Fig. 7, 10). 10. Device according to patent claim, characterized in that the entry of the unpolarized radiation into the polarizer is limited to mutually separate strip-shaped surfaces (FIGS. 7 to 17). 9. Device according to dependent claim 8, characterized in that the light source-side surfaces (25, 39) of the polarizer lying between the light entry surfaces are mirrored (FIGS. 7, 10). 10. Vorrichtung nach Unteranspruch 8, da durch gekennzeichnet, dass die Strahlen, die auf die zwischen den Eintrittsflächen der Teil polarisatoren liegenden Flächen treffen wür den, durch in den Strahlengang gestellte, streifenweise verspiegelte Platten in den Licht quellenraum zurückgeworfen werden. 11. Vorrichtung nach Unteransprueh 9, da durch gekennzeichnet, dass die von den ver- spiegelten Flächen (25) reflektierten Strah len nochmals umgelenkt und polarisiert wer den (Fig.7). 12. Device according to dependent claim 8, characterized in that the rays which hit the surfaces lying between the entrance surfaces of the partial polarizers would be reflected back into the light source space by plates which were placed in the beam path and were mirrored in strips. 11. The device according to sub-claim 9, characterized in that the rays reflected by the mirrored surfaces (25) are deflected and polarized again (FIG. 7). 12. Vorrichtung nach Unteranspruch 8, da durch gekennzeichnet, dass in den Strahlen gang zwischen Lichtquelle und Polarisator ein teleskopisch-zylindrisches Abbildungssystem eingeschaltet ist, das eine periodische Ein schnürung des Strahlenbündelquerschnittes auf die Eintrittsflächen (24) der Teilpolari- satoren bewirkt (Fig. 8, 9). 13. Device according to dependent claim 8, characterized in that a telescopic-cylindrical imaging system is switched into the beam path between the light source and polarizer, which causes a periodic constriction of the beam cross-section on the entry surfaces (24) of the partial polarizers (Fig. 8, 9 ). 13th Vorrichtung nach Unteranspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die periodische Einschnürung des St.rahlenbündelquerschnit- tes mittels positiver Zylinderlinsen (31) er folgt, auf welche im Abstand von deren hal ben Brennweite jeweils negative Zylinderlin sen (32) halber Brennweite folgen (Fig.8). 14. Vorrichtung nach Unteranspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Abbildungs system für jede Einschnürung eine einzige meniskusartigeZylinderlinse aufweist (F!-.9). 15. Device according to dependent claim 12, characterized in that the periodic constriction of the beam bundle cross-section takes place by means of positive cylindrical lenses (31), which are followed by negative cylindrical lenses (32) of half the focal length at a distance of half their focal length (FIG ). 14. Device according to dependent claim 12, characterized in that the imaging system has a single meniscus-like cylindrical lens for each constriction (FIGS. 9 - 9). 15th Vorrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass senkrecht zur Strahlenrichtung eine fortlaufende Reihe von Teilpolarisatoren, deren Glaskörper minde stens angenähert Parallelepipede sind, vor gesehen ist (Fig.10 bis 17). 16. Vorrichtung nach Unteranspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die polarisieren den Schichten in ihrer Richtung verlängert sind, so dass sich ihre Projektionen auf eine Ebene senkrecht zur Richtung der ankommen den Strahlen überdecken (Fig.11, 17). 17. Device according to patent claim, characterized in that a continuous row of partial polarizers, the glass bodies of which are at least approximately parallelepipeds, is provided perpendicular to the beam direction (FIGS. 10 to 17). 16. The device according to dependent claim 15, characterized in that the polarizing the layers are extended in their direction so that their projections overlap on a plane perpendicular to the direction of the arriving rays (Fig.11, 17). 17th Vorrichtung nach Unteranspruch 15, für nichtparallele Strahlen, dadurch gekenn zeichnet, dass die äussern Begrenzungsflächen jedes Teilpolarisators senkrecht zu den durch gehenden Strahlen stehen und dessen polari sierende Schichten von den Strahlen überall unter einem Winkel a getroffen werden, für den EMI0009.0001 gilt, wobei nh die Brechzahl des hochbrechen den, nt die Brechzahl des tiefbrechenden Schichtenmaterials und ng die Brechzahl der Glaskörper ist (Fig. 12). 18. Vorrichtung nach Unteranspruch 15, für nichtparallele Strahlen, dadurch gekenn zeichnet, dass der Polarisator die Form einer planparallelen Platte hat, und dass die polarisie renden Schichten in solchen Abständen an geordnet sind, dass die durchgehenden Strah lenbündel jeweils gerade das Sehichtensystem eines Teilpolarisators voll ausleuchten (Fig.13). 19. Device according to dependent claim 15, for non-parallel rays, characterized in that the outer boundary surfaces of each partial polarizer are perpendicular to the rays passing through and the polarizing layers of which are hit by the rays everywhere at an angle αEMI0009.0001 applies, where nh is the refractive index of the high refractive index, nt the refractive index of the deep refractive layer material and ng the refractive index of the glass body (Fig. 12). 18. The device according to dependent claim 15, for non-parallel rays, characterized in that the polarizer has the shape of a plane-parallel plate, and that the polarizing layers are arranged at such intervals that the continuous bundle of strah each just fully the visual layer system of a partial polarizer illuminate (Fig. 13). 19th Vorrichtung nach Unteranspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Polarisator zwei aus mehreren, nebeneinanderliegenden Teilpolarisatoren bestehende, hintereinander liegende Teilpolarisatorensysteme aufweist (Fig.14 bis 16). 20. Vorrichtung nach Unteranspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilpolari- satoren des zweiten Systems doppelt so breit sind wie diejenigen des ersten Systems, und dass ihre polarisierenden Schichten (46, 46') in ihrer Mitte eine strahlenundurchlässige Schicht (47) einschliessen (Fig.15). 21. Device according to dependent claim 15, characterized in that the polarizer has two partial polarizer systems consisting of several partial polarizers lying next to one another and lying one behind the other (FIGS. 14 to 16). 20. Device according to dependent claim 19, characterized in that the partial polarizers of the second system are twice as wide as those of the first system, and that their polarizing layers (46, 46 ') enclose a radio-opaque layer (47) in their center ( Fig. 15). 21st Vorrichtung nach Unteranspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilpolari satoren des zweiten Systems doppelt so breit sind wie diejenigen des ersten Systems, und dass auf die polarisierenden Schichten (46') unmittelbar eine undurchlässige Schicht (47) und eine metallische Spiegelschicht (46a) fol gen (Fig.16). 22. Apparatus according to dependent claim 19, characterized in that the partial polarizers of the second system are twice as wide as those of the first system, and that an impermeable layer (47) and a metallic mirror layer (46a) follow directly onto the polarizing layers (46 ') gen (Fig. 16). 22nd Vorrichtung nach Unteranspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass unmittelbar auf die metallische Spiegelschicht (46a) auch der Phasenverzögerer (38) fdlgt, wobei dessen Phasenverzögerung den optischen Eigenschaf ten der Spiegelschicht so angepasst ist, dass die durch den Phasenverzögerer und die Spie gelschicht zusammen bewirkte Phasenverzö gerung gerade 180 beträgt (Fig. 16). 23. Device according to dependent claim 21, characterized in that the phase retarder (38) also fdlgt directly on the metallic mirror layer (46a), the phase retardation of which is adapted to the optical properties of the mirror layer in such a way that the phase retardation caused by the phase retarder and the mirror layer together is just 180 (Fig. 16). 23. Vorrichtung nach Unteranspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer Fläche jedes zweiten parallelepipedischen Glaskör pers Schichten für Polarisation (36'), Strah lenabsorption (47), Spiegelung (46a) und Phasenverzögei-Ling (38) aufeinanderfolgen (Fig. 17). 24. Device according to dependent claim 16, characterized in that layers for polarization (36 '), radiation absorption (47), reflection (46a) and phase delay (38) follow one another on one surface of every second parallelepiped glass body (Fig. 17). 24. Vorrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass. Phasenverzögerer von der Ordnung UJ2 verwendet sind, wo 7c eine ungerade Zahl grösser als 1 ist, um eine starke spektrale Abhängigkeit des Polarisa tionszustandes für Signalzwecke zu erreichen. Device according to patent claim, characterized in that phase retarders of the order UJ2 are used, where 7c is an odd number greater than 1, in order to achieve a strong spectral dependence of the polarization state for signaling purposes.
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FR2198164A1 (en)*1972-08-291974-03-29Battelle Memorial Institute
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US6108131A (en)*1998-05-142000-08-22MoxtekPolarizer apparatus for producing a generally polarized beam of light

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