Anwendung des Phasenkontrastverfahrens in der optischen Vermittlungstechnik

In vielen Bereichen der Optik möchte man Licht ohne mechanische Bewegung ablenken. Gerade in der optischen Vermittlungstechnik werden schnelle und effiziente Schaltelemente benötigt. Das aus der Mikroskopie bekannte Phasenkontrastverfahren wurde untersucht und für eine effiziente Lichtablenkung optimiert. Mit Hilfe eines Fourier-Aufbaus kann eine Phasenverteilung mit dem Phasenkontrastverfahren in eine Intensitätsverteilung gewandelt werden, indem in der Filterebene ein Teil des Lichts eine zusätzliche Phasenverschiebung erfährt. Mit einem Phasenmodulator (z.B. MEMS, LCD) können nun solche Verteilungen erzeugt werden, die zu einem Intensitätsmaximum an einer bestimmten Stelle in der Bildebene führen. Das Phasenkontrastverfahren wurde hinsichtlich der Effizienz mit Hilfe der Beugungstheorie untersucht. Um die optimalen Parameter für eine maximale Lichteffizienz zu bestimmen, wurde das Verfahren theoretisch betrachtet. Die theoretischen Betrachtungen lieferten eine obere Grenze für die Lichteffizienz von knapp 80%. Durch Simulationen und einen experimentellen Aufbau wurden die theoretischen Ergebnisse bestätigt.