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Messtechnik zur Doppelbrechung

Doppelbrechende Eigenschaft von Calcite (Quelle: Wikipedia - Adrian Pingstone)
Doppelbrechende Eigenschaft von Calcite
(Quelle: Wikipedia - Adrian Pingstone)

Der Begriff Doppelbrechung oder Retardation, bzw. Retardierung  (englisch: birefringence) beschreibt die Eigenschaft von optisch anisotropen Materialien, ein Lichtbündel in zwei senkrecht zueinander polarisierte Teilbündel aufzuspalten. Die Ursache dieses Effekts liegt im unterschiedlichen Brechungsindex in Abhängigkeit von der Ausbreitungsrichtung und Polarisation des Lichtes. Der Effekt der Doppelbrechung wurde schon 1669 von Erasmus Bartholin entdeckt (siehe Wikipedia) und zuerst intensiver von Christiaan Huygens erforscht (siehe Wikipedia).

Auch optisch isotrope Materialien können durch äußere Einflüsse, wie mechanische Spannung (Deformations- oder Spannungsdoppelbrechung), elektrische Felder (elektrische Doppelbrechung, elektrooptischer Kerr-Effekt) oder magnetische Felder (magnetische Doppelbrechung, Cotton-Mouton-Effekt) doppelbrechend werden.

Polymere Werkstoffe können eine ständige Doppelbrechung aufweisen, die im Laufe des Herstellungs- bzw. Verarbeitungsprozesses entsteht (Orientierung beim Spritzgießen, Verstrecken beim Kalandrieren, Selbstorientierung durch Temperatur und beim Abkühlen) und sich durch Alterung, Temperierung oder Lichteinfluss verändern kann. Die doppelbrechenden Eigenschaften von Materialien lassen sich beim Durchleuchten visualisieren und zeigen dabei auffällige Farberscheinungen.


Die von uns entwickelte Messtechnik ermittelt als Maß für die Doppelbrechung den Phasenunterschied des Lichtes beim Austritt aus dem Material in unterschiedlichen Polarisationsebenen.

Beispiele für Produkte, bei denen die Doppelbrechung relevant ist:

  • Optische Datenträger - schon bei der CD wurde im "Red-Book" ein Grenzwert von 50nm festgelegt.
  • Flachbildschirme und Flüssigkristallanzeigen
  • Folien für optische Anwendungen (Verbundglasscheiben, Verkehrsschilder)
  • Brillen für 3D-Filme

Realisiert wurden unter anderem Messgeräte

Je nach Anwendung wird die Doppelbrechung sowohl in Transmission als auch in Reflexion gemessen.

DoppelbrechungsmessungBirefringence testing

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