Techniklexikon

doppelbrechende Filter

Laserphysik und -technik, meist aus ein oder mehreren Quarzplatten bestehende Filter, bei denen die Eigenschaft von Quarz ausgenutzt wird, optisch anisotrop zu sein, also Doppelbrechung zu zeigen. Wegen ihrer im Vergleich zu Prismen und Gittern geringeren optischen Verluste werden diese Filter häufig zur Wellenlängenselektion in Dauerstrich-Farbstofflasern eingesetzt. Bei fester Plattendicke gibt es bestimmte Wellenlängen, für die die Phasendifferenz von ordentlichem und ausserordentlichem Strahl ein ganzzahliges Vielfaches der Wellenlänge ist - in diesem Fall bleibt der Polarisationszustand erhalten. Die Wirkung einer doppelbrechenden Platte in einem Laserresonator ist abhängig von deren Orientierung und der Wellenlänge. Zur Minimierung der Verluste bei der gewünschten Wellenlänge wird die Quarzplatte im Brewster-Winkel (Brewstersches Gesetz) zum Strahlengang im Resonator angeordnet und verhält sich so gleichzeitig selbst noch als Polarisator. Ordnet man zusätzlich im Resonator ein oder mehrere Polarisatorplättchen an (man spricht dann bei der Gesamtanordnung von einem Lyot-Filter), so werden die Verluste für Wellenlängen, bei denen der Polariationszustand nicht erhalten bleibt, deutlich erhöht, und das Anschwingen der entsprechenden Resonatormoden wird unterdrückt. Abstimmen lässt sich ein solcher Laser, indem die Polarisatorplättchen um den Winkel f um eine Achse parallel zur Oberflächennormale der Quarzplatte gedreht werden.

Da die Filterwirkung einer einzelnen doppelbrechenden Platte im allgemeinen nicht ausreicht, die Linienbreite eines abstimmbaren Lasers genügend einzuengen, werden Mehrfachfilter eingesetzt. Diese bestehen meist aus drei, manchmal vier oder mehr Platten ganzzahliger Dickenverhältnisse (z.B. 1:3:9 oder 1:4:16), die in einem gemeinsamen Halter um den gleichen Winkel verstellt werden. Die Abstimmeigenschaften eines solchen Mehrfachfilters werden dann durch die dünnste Platte bestimmt, die spektrale Breite aber durch die dickste.