Wollaston-Prisma

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Strahlenweg in einem Wollaston-Prisma

Das Wollaston-Prisma (nach William Hyde Wollaston, 1820) ist eine optische Vorrichtung, die Licht mithilfe eines doppelbrechenden Materials (wie Calcit) polarisiert (siehe Polarisator). Dabei wird das einfallende Licht je nach Eingangspolarisation in zwei rechtwinklig zueinander linear polarisierte Strahlen getrennt. Unpolarisiertes wie auch zirkular oder elliptisch polarisiertes Licht wird dabei immer in die beiden Anteile getrennt, bei linear polarisiertem Licht kommt es auf die Orientierung der Polarisation zu den optischen Achsen des Prismas an.

Aufbau[Bearbeiten]

Das Wollaston-Prisma besteht aus zwei doppelbrechenden Calcit-Prismen, die an der Unterseite zusammengekittet sind (normalerweise mit Kanadabalsam oder einem anderen Material mit niedrigem Lichtbrechungsindex), um zwei rechtwinklige Dreiecke mit senkrechten optischen Achsen zu bilden. Das ausstrahlende Licht läuft vom Prisma in zwei polarisierten Strahlen auseinander mit einem Ablenkungswinkel, der von den Ecken und Kanten der Prismen und der Wellenlänge des Lichts bestimmt wird. Kommerzielle Prismen sind mit Winkeln von 15° bis 45° erhältlich.

Modifikationen[Bearbeiten]

Ähnliche Prismen[Bearbeiten]

Schematischer Strahlengang im Rochon-Prisma
Schematischer Strahlengang im Sénarmont-Prisma

Durch Änderung der Prismenanordnungen erhält man weitere Varianten für die Strahlenführung in den doppelbrechenden Prismen. Je nach Anordnung haben sich dafür weitere Bezeichnungen für Prismen nach dem Wollaston-Prinzip ergeben, beispielsweise das Rochon-Prisma (Alexis-Marie de Rochon, 1801[1]) und Sénarmont-Prisma (1857).[2] Sie unterscheiden sich in der Hinsicht, dass der ordentliche Strahl nicht abgelenkt wird und achromatisch ist. Der außerordentliche Strahl wird hingegen in Abhängigkeit von der Wellenlänge des Lichts seitlich abgelenkt. Sénarmonts Anordnung unterscheidet sich von Rochons hinsichtlich der Orientierung der optischen Achse des zweiten Teilprismas. Durch diese wird eine einfachere Herstellung aus dem verhältnismäßig teuren Material ermöglicht (Calcit, Isländischer Spat).

Nomarski-Prisma[Bearbeiten]

Schematischer Strahlengang im Nomarski-Prisma

Das Nomarski-Prisma[3] ist ein modifiziertes Wollaston-Prisma, das häufig in der DIC-Mikroskopie Anwendung findet. Ähnlich wie beim Wollaston-Prisma liegen die beiden optischen Achsen senkrecht zueinander orientiert, jedoch liegt eine der beiden optischen Achsen schief zur An- und zur Gegenkathete der entsprechenden dreieckigen Prismaoberfläche. Dies führt zu einem Brennpunkt der beiden Strahlen außerhalb des Prismas, wodurch ein DIC-Mikroskop leichter fokussiert werden kann.

Literatur[Bearbeiten]

  •  Jean M. Bennett: Polarizers. In: Michael Bass, Casimer Decusatis, Vasudevan Lakshminarayanan, Guifang Li, Carolyn MacDonald, Virendra Mahajan, Eric Van Stryland (Hrsg.): Handbook of Optics, Volume I. 3 Auflage. McGraw Hill Professional, 2009, ISBN 9780071498890, S. 13.1ff (umfangreiche Zusammenstellung zu allen möglichen polarisierenden Prismen).

Weblinks[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1.   In: Journale de Physique. LIII, 1801, S. 192.
  2.  Ludwig Bergmann, Clemens Schaefer: Lehrbuch der Experimentalphysik: Optik : Wellen- und Teilchenoptik. Walter de Gruyter, 2004, ISBN 9783110170818, S. 559.
  3.  R. D. Allen, G. B. David, Georges Nomarski: The Zeiss-Nomarski differential interference equipment for transmitted-light microscopy.. In: Zeitschrift für Wissenschaftliche Mikroskopie und Mikroskopische Techniken. 69, Nr. 4, 1969, S. 193–221.