Polaroid-Filter

Polaroid-Filter umfassen eine Gruppe von Edwin Herbert Land und Mitarbeitern der Firma Polaroid im zweiten Drittel des 20. Jahrhunderts entwickelten und vertriebenen Polarisationsfilter. Der Name „Polaroid“ geht dabei auf Polarisatoren, deren Dicke senkrecht zur Ausbreitungsrichtung des Lichts viel kleiner als ihre Breite ist. Die Polarisationsfolien (englisch sheet polarizer), Folien mit polarisierender Wirkung, zeichnen sich gegenüber bis dahin genutzten Polarisatoren vor allem durch eine kostengünstige Herstellung aus. Eingesetzt werden derartige Filter vor allem im Bereich der Fotografie.

J-Folien

J-Folien (engl. J-sheet) waren die ersten von Edwin H. Land (1929^[1]) entwickelten Polarisationsfolien. Sie bestehen aus dichroitischen Herapathit-Kristallite, die in einer Folie aus Zelluloseacetat eingebettet sind. Die polarisierende Wirkung der Folien, basiert auf der parallelen Anordnung der submikrometergroße nadelförmigen Kristallite und deren polarisationsabhängige Absorption (Dichroismus). Da die Größe der Kristallite im Bereich der Wellenlänge von sichtbaren Licht liegen und das Licht damit streut, sehen J-Folien generell etwas trübe aus.

H-Folien

H-Folien (engl. H-sheet) sind eine der meist genutzten Polarisationsfolien. Sie wurden erstmals 1938 von Edwin H. Land vorgestellt und bestehen aus einer farblosen Polyvinylalkohol-Folie (PVA) mit eingelagerten Jodkristalliten. Eine gerichtete Polarisation erreichte Land, indem er die PVA-Folie zunächst erhitzt und in eine bestimmte Richtung streckte. Hierdurch wurden die langkettigen Kohlenwasserstoffmoleküle ausrichtet. Beim anschließenden Einbringen der Jodkristallite, lagerten sich diese an den PVA-Molekülen und bildeten ihrerseits lange elektrischleitfähige Ketten. Das eindiffundierte Jod stellt Ladungsträger zur Verfügung, die in Richtung der Kettenmoleküle beweglich sind, was zur Absorption der dazu parallelen elektrischen Feldkomponente führt.^[2] Die H-Folien funktionieren daher wie das metallische Gitter eines Drahtgitterpolarisators. Da die angelagerten Jodkristallite nur wenige Nanometer groß sind, ist die Streuung der H-Folien vernachlässigbar und sie erscheinen anders als die J-Folien nicht trübe.

K-Folien

Die K-Folien (engl. K-sheet) werden ähnlich wie die H-Folien durch Erhitzen eine Polyvinylalkohol-Folien in der Gegenwart eines Katalysators hergestellt. Die Erhitzung dient der Entfernung von Wasser und der Produktion von dichromophorem Polyvinyl. Sie sind vor allem für den Einsatz bei der eine höhere Beständigkeit gegenüber erhöhten Temperaturen und hohe Luftfeuchtigkeit notwendig sind. Ähnlich wie H-Folien zeigen sie keine Trübung.

Des Weiteren gibt es auch Kombinationen der H- und K-Folien, deren Absorptionsmaximum bei etwa 1,5 µm im Infraroten liegt. Sie werden als HR-Polaroid bezeichnet.

Literatur

• Michael Bass (Hrsg.): Handbook of Optics, Third Edition Volume I : Geometrical and Physical Optics, Polarized Light, Components and Instruments. McGraw-Hill Professional, 2009, S. 13.25–13.27 (enthält Transmissionspektren der Filter).
• Edwin H. Land: Some Aspects of the Development of Sheet Polarizers. In: Journal of the Optical Society of America. 41, Nr. 12, 1951, S. 957–962, doi:10.1364/JOSA.41.000957.
• Erik W. Thulstrup, Josef Michl: Elementary Polarization Spectroscopy. John Wiley and Sons, 1989, ISBN 9780471190578, S. 1–3.

Einzelnachweise

1. ↑ Patent US1918848: Polarizing refracting bodies. Angemeldet am 26. April 1929, veröffentlicht am 18. Juli 1933, Erfinder: Edwin H. Land.
2. ↑ Polarisationszustand des Lichts. Physikalisch-Astronomische Fakultät, Friedrich-Schiller-Universität Jena, S. 3.