Dichroitischer Spiegel

Ein dichroitischer Spiegel (englisch dichroic mirror), aufgrund seines Aufbaus auch als dielektrischer Spiegel bezeichnet, ist ein Spiegel, der nur einen Teil des Lichtspektrums reflektiert und den Rest durchlässt. Er trennt das einfallende Licht nach der Wellenlänge und somit nach der Farbe. Der Name vereint die griechischen Wörter für „zwei“ und „Farbe“.

Dichroitische Spiegel beruhen auf der Interferenz der Lichtwellen. Dabei kann entweder ein distributed Bragg reflector (engl.) aus mehreren nicht-metallischen Schichten oder ein Fabry-Pérot-Interferometer verwendet werden. Dichroitische Spiegel sind eine spezielle Form der Interferenzfilter und unterscheiden sich grundlegend von Farbfiltern, die auf der Absorption des Lichts in bestimmten Farbbereichen beruhen (siehe Dichroitischer Filter).

Kaltlicht- und Wärmespiegel

Kaltlicht- und Wärmespiegel sind spezielle, in ihrer Wirkung entgegengesetzte, dichroitische Spiegel. Ein Wärmespiegel (engl. hot mirror) zeichnet sich durch einen hohen Transmissionsgrad im sichtbaren und einen hohen Reflexionsgrad (geringer Transmissionsgrad) im infraroten Bereich aus. Ein Kaltlichtspiegel (engl. cold mirror) wirkt hingegen genau entgegengesetzt, er reflektiert sichtbares Licht gut und lässt infrarotes Licht (Wärmestrahlung) passieren, z. B. für die Verwendung in Kaltlichtspiegellampen.

Anwendungen

Dichroitischer Spiegel

Dichroitische Spiegel werden zum Beispiel in größeren Videokameras (Drei-CCD-Kameras) eingesetzt, um das einfallende Licht in den RGB-Farbraum aufzuspalten, wozu zwei solcher Spiegel mit Reflexion in verschiedenen Wellenlängen-Bereichen gebraucht werden (siehe auch CCD-Sensor).

Dichroitische Spiegel werden in der Fluoreszenzmikroskopie eingesetzt, um das aus einem Epifluoreszenzkondensor einfallende anregende Licht in den Strahlengang des Objektivs einkoppeln zu können, ohne den Durchtritt der Fluoreszenzemission zu behindern. Zur Beobachtung von mehrfach gefärbten Proben können auch polychroitische Spiegel zum Einsatz kommen, die mehrere reflektierende bzw. transmittierende Spektralbereiche haben.

Neben der Anwendung als spektral selektierende Strahlteiler können dichroitische Spiegel auch als Strahlvereiniger genutzt werden, um z. B. mehrere Laser mit verschiedenen Wellenlängen in einen gemeinsamen Strahlengang einzukoppeln (siehe Diodenlaser).

Dichroitische Spiegel spiegeln im Gegensatz zur Reflexion an Metalloberflächen das Licht einer Wellenlänge sehr verlustarm und werden daher gerne in der Lasertechnik verwendet. Wegen der verlustarmen Reflexion wird bei intensiven Laserstrahlen weniger Leistung im Spiegel deponiert; dichroitische Spiegel sind daher auch bei sehr hohen Laserleistungen, bei denen Metallspiegel beschädigt werden würden, verwendbar.

Bei einem dichroitischen dielektrischen Spiegel für Laseranwendungen lässt sich der Reflexionsgrad in Abhängigkeit von der Wellenlänge durch geeignete Wahl von Schichtzahl, Dicke und Brechzahl der verwendeten Dielektrika nahezu beliebig und sehr exakt einstellen, was zur wellenlängenabhängigen Kopplung von Laserstrahlen ein unerlässliches Hilfsmittel darstellt.

Kaltlichtspiegel, die nur das sichtbare Licht reflektieren, werden unter anderem als Reflektoren für Glühlampen (insbesondere Halogenlampen) eingesetzt. Die Infrarotstrahlung (so auch die Wärmestrahlung der Lampe) tritt durch den Reflektor durch und es kommt zu einer geringeren Erwärmung des beleuchteten Objekts als bei metallischen Reflektoren. Diese Art von Lichtquellen nennt man auch Kaltlichtquelle, siehe auch Kaltlichtspiegellampe.

Für Reflexvisiere werden dichroitische Spiegel verwendet, um das rote Laserlicht des Zielpunktes in das Auge des Schützen zu projizieren.

Siehe auch

• Dichroitischer Filter
• Dichroitisches Prisma