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Strahlteiler

Fällt ein Lichtstrahl auf einen Strahlteiler, so wird ein Teil des Strahls reflektiert, der andere Teil transmittiert. Das Snellius’sche Gesetz gibt an, in welchem Winkel der reflektierte bzw. gebrochene Strahl zum einfallenden Strahl steht, die Fresnel’schen Gleichung beschreiben die Intensitäten des gebrochenen und reflektierten Strahls.

Für das Verständnis des Mach-Zender-Interferomters ist eine weitere Tatsache bedeutender: Eine elektromagnetische Welle erfährt bei einer Reflexion an einer Grenzfläche zu einem optisch dichteren Material eine Phasenverschiebung um 180°. Bei einer Reflexion an einer Grenzschicht zu einem optisch dünneren Medium erfährt sie hingegen keine Phasenverschiebung.


Für das Mach-Zehnder-Interferometer wird ein Strahlteiler benötigt, der gleich viel Licht reflektiert wie transmittiert, also die Intensität im Verhältnis von 1:1 aufteilt.
Der einfachste Strahlteiler ist eine Glasplatte, allerdings werden bei einem Einfallwinkel von 45° nur etwa 4% reflektiert, 96% transmitttiert.
Durch Aufbringen einer dünnen Metallschicht auf die Glasplatte erhält man das gewünschte Intensitätsverhältnis von reflektiertem Strahl zu transmittiertem Strahl von 1:1.

 

Je nach Orientierung des Strahlteilers erfährt das Licht eine Phasenverschiebung von 0 bzw. 180°: Befindet sich die Metallschicht auf der Seite des einfallenden Strahls ist die Phasenverschiebung 180°, ist sie auf der entgegengesetzten Seite ist die Phasenverschiebung 0.

   
Befindet sich die Metallschicht auf Seite des einfallenden Strahls, so erfährt das Licht bei Reflexion eine Phasenverschiebung von 180°.   Befindet sich die Metallschicht auf der entgegengesetzten Seite, so erfährt das Licht bei Reflexion eine Phasenverschiebung von 0°.