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Prismenwürfel und Spezialprismen

Prismenwürfel, Spezialprismen und verkittete Prismensysteme, wie das De-Lang-Prisma (RGB-Prisma), das zum Vereinigen verschiedener Grundfarben (Rot, Grün, Blau zur Mischfarbe Weiss) dient. Der Strahlenverlauf ist umkehrbar, sodass die Mischfarbe wieder in den einzelnen Grundfarben zerlegt werden.
Das Wollaston-Prisma, das es in verschiedene Modifikationen auch als Nomarski-Prisma, Rochon-Prisma und als Senarmont-Prisma gibt, dient häufig zur Strahlteilung, Farbselektion oder zur Polarisation des Lichtes. Diese häufig zur Selektion von Strahlungsanteilen konzipierten Prismen finden vor allem im optischen Gerätebau, in der Mikroskopie, Lasertechnik, Analytik, Materialprüfung, Unterhaltungselektronik und in der Polarisationsoptik Anwendung.

Abbildung: Prismenwürfel und Spezialprismen -

Arten von Spezialprismen

Prismenwürfel: Der Prismenwürfel, auch optischer Würfel genannt, besteht im einfachsten Fall aus zwei gleichen 90°-Prismen, die an den Hypotenusen miteinander verkittet oder angesprengt sind. Die Hypotenuse eines der beiden Prismen ist teildurchlässig verspiegelt (metallisch oder dielektrisch) und übt die Funktion eines Teilerspiegels aus. Ein über eine Kathede einfallender Lichtstrahl wird an der teilverspiegelten Hypotenuse in zwei senkrecht zueinander stehenden Teilstrahlen aufgespalten, indem ein Teil des Strahls teilweise hindurchgelassen wird und seinen Weg geradlinig fortsetzt und der andere Teil in einem Winkel von 90° reflektiert wird. Ist einer der Hypotenusen mit einer dicroitischen Interferenzfilterschicht versehen, wirkt der Prismenwürfel als Farbteiler und dient zur Selektion von spektralen Strahlungsanteilen. Bei einer polarisierenden Beschichtung einer der Hypotenusen dient der Prismenwürfel dagegen als Polarisator.
Wollaston-Prismen: Wollaston-Prismen gibt es in verschiedene Varietäten, als Nomarski-Prisma, Rochon-Prisma, Senarmont-Prisma, Glan-Taylor-Prisma und als Glan-Thompson-Prisma. Wollaston-Prismen finden vor allem in der Lasertechnik, Analytik und Polarisationsoptik Verwendung. Das Nomarski-Prisma ist zudem ein wichtiger Bestandteil des Nomarski-Mikroskops in der die zu untersuchenden Objekte unter Ausnutzung des Phasenkontrastes besonders kontrastreich dargestellt werden können. Im wesentlichen bestehen alle Wollaston-Prismen aus zwei, manchmal auch aus drei Einzelprismen, die ähnlich wie beim Prismenwürfel miteinander verkittet sind oder auch statt einer Kittschicht einen Luftspalt aufweisen. Die einzelnen Prismen bestehen aus optisch anisotropischen Kristallen, wie Kalkspat oder Quarzkristall, dessen Kristallachsenorientierungen senkrecht zueinander stehen. Es gibt aber auch Varietäten, bei denen ein Prisma aus Glas und das Gegenprisma aus einem doppelbrechenden Kristall, wie z.B. Kalkspat bestehen. Bei allen Wollaston-Prismen wird einfallendes unpolarisiertes Licht in zwei polarisierten Teilstrahlen, entweder durch Reflexion oder durch Doppelbrechung an der Grenzfläche in den ausserordentlichen und ordentlichen Strahlungsanteil aufgespalten. Gewünschte Strahlführung der polarisierten Teilstrahlen, Verwendungszweck, Spektralbereich und Polarisationsgrad entscheiden über die Anwendung einer bestimmten Varietät.

De-Lang-Prisma, auch als dichroitisches Prisma oder RGB-Prisma bezeichnet, besteht im wesentlichen aus drei Einzelprismen, die miteinander verkittet sind. Die jeweiligen verkitteten Flächen sind so mit dichroitischen Beschichtungen versehen, so dass z.B. in der "Eingangskathede" einfallendes weisses Licht in seine spektralen Bestandteile Rot - Grün - Blau zerlegt wird, die zudem senkrecht zueinander stehen und an den jeweiligen "Ausgangskatheden" austreten. Die Strahlenverläufe sind bei diesem Prismentyp umkehrbar, so dass sich die spektralen Farbanteile Rot - Grün - Blau, die an den jeweiligen Katheden einfallen, wieder zu weissem Licht mischen lassen.

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