DE3786377T2

DE3786377T2 - Optische Dünnschicht-Bauteile.

Info

Publication number: DE3786377T2
Application number: DE87306617T
Authority: DE
Inventors: Michael George Clark; Alan Purvis
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1986-07-28
Filing date: 1987-07-27
Publication date: 1993-10-21
Anticipated expiration: 2007-07-28
Also published as: EP0258996B1; EP0258996A3; DE3786377D1; EP0258996A2; GB8618345D0; US4909626A

Description

Die Erfindung betrifft optische Bauteile. Optische Bauteile, beispielsweise Linsen, Prismen und Strahlumlenker sind normalerweise aus einem oder mehreren Stücken brechenden, optisch transparenten Materials gefertigt, das so geformt ist, daß die Änderung in der optischen Weglänge durch die Wellenfront, die vom Bauteil vom auf das Bauteil treffenden Licht hindurchgelassen wird, die erforderlichen Richtungsänderungen dieser Wellenfront hervorruft.
Die optischen Parameter eines optischen Bauteils, beispielsweise die Brennweite einer Linse, sind normalerweise durch die Charakteristiken des das Bauteil bildenden Materials zusammen mit der Form des Bauteils festgelegt. In einigen Anwendungen würde es jedoch von Nutzen sein, über die Fähigkeit zu verfügen, diese optischen Parameter eines optischen Bauteils durch Anlegen elektrischer Signale an das Bauteil zu ändern. In den letzten Jahren ist eine Anzahl optischer Bauteile, die Flüssigkristalle enthalten, entwickelt worden, um elektrisch steuerbare optische Parameter zu erzielen. In Applied Optics, Band 23, Seiten 2774-2777, veröffentlicht im August 1984, ist eine sphärische Linse beschrieben, die eine Kaskade oder mehrstufige Anordnung zweier Flüssigkristallzellen umfaßt, von denen jede eine dünne Schicht aus nematischem Flüssigkristall umfaßt, welche zwischen zwei dünnen Glasplatten eingegrenzt ist, von denen jede eine transparente Elektrode trägt. Bei Anlegen elektrischer Felder über die Schichten oder Filme kann eine räumliche Variation des Brechungsindexes durch jede Schicht bzw. jeden Film erzielt werden. Da jedoch die maximale Änderung in der optischen Weglänge durch bzw. über jede Schicht hinweg von der Dicke der Schicht abhängt und diese Dicke wiederum durch die erforderliche Transmission des einfallenden Lichts durch die Zellen und die erforderliche Ansprechzeit begrenzt ist, sind bei Ausnutzung dieser Lösung nur Bauteile sehr geringer optischer Leistung möglich.
Ein Versuch zur Überwindung dieses Problems ist in dem Japanese Journal of Applied Physics, Band 24, Seiten L626-L628, veröffentlicht August 1985, beschrieben. Dieser Artikel beschreibt eine Linse variablen Brennpunktes, in der eine konkave Fresnel-Linse als eine Wand einer Flüssigkristallzelle verwendet wird, derart, daß die Linse variablen Brennpunktes die zusammengesetzte Brennweite der Linse zeigt, die durch den Flüssigkristall und die Fresnel-Linse aufgebaut wird. Eine solche Linse variablen Fokusses oder Brennpunktes birgt jedoch den Nachteil, daß die groben Zahnstrukturen der Fresnel-Linse bewirken, daß die einzelnen Zonen der Flüssigkristallzelle zu weit und zu tief sind, woraus eine schlechte Fokusjustierung und langsame Ansprechzeit, typischerweise über 3 s, resultieren. Darüber hinaus kann das Fokussiervermögen einer derartigen Linse mit variablem Fokus nicht auf Null reduziert werden.
Die EP-A-121 449 offenbart ein optisches Bauteil, in dem eine Schicht aus Flüssigkristallmaterial zwischen zwei transparenten Substraten eingegrenzt ist, wobei das Material einen Brechungsindex aufweist, der mittels eines elektrischen Feldes, das an das Material angelegt wird, gesteuert wird. Eine gemusterte Elektrodenstruktur ist auf einem Substrat vorgesehen, und es ist eine kontinuierliche, zusammenhängende Elektrode auf dem anderen Substrat vorgesehen, so daß ein elektrisches Feld zur Modulation des Brechungsindexes über die Schicht angelegt werden kann.
Die FR 76 28 455 offenbart auch ein optisches Bauteil, das eine Flüssigkristallschicht zwischen zwei Substraten umfaßt, wobei auf einem dieser Substrate eine Elektrodenstruktur vorliegt, die zwei konzentrische Kreise umfaßt und auf der anderen eine zusammenhängende Elektrode.
Es ist ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, ein optisches Bauteil anzugeben, in dem die optischen Parameter des Bauteils durch Anlegen elektrischer Signale an das Bauteil steuerbar sind.
Gemäß der Erfindung ist ein optisches Bauteil vorgesehen, das eine dünne Schicht aus einem doppelbrechenden Material, das zwischen zwei im wesentlichen planaren Oberflächen zweier transparenter Platten eingegrenzt ist, aufweist, wobei das Material einen Brechungsindextensor aufweist, der eine Funktion eines an das Material angelegten elektrischen Feldes ist; und eine jeweilige Elektrodenstruktur auf jeder der Oberflächen zum Anlegen eines elektrischen Feldes über die dünne Schicht aufweist, wenn eine Spannung zwischen den Elektrodenstrukturen angelegt wird, um eine Modulation des Brechungsindextensors vom Material hervorzurufen; dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenstrukturen auf den Oberflächen der Substrate entgegengesetzt plaziert sind und im wesentlichen identisch gemustert sind, um jeweils eine Folge beabstandeter leitender Zonen mit Ausdehnungen und Abständen derart auszubilden, daß der Weg von einer Strahlungsquelle zu einem Beobachter in aneinandergrenzenden Zonen um eine halbe Strahlungswellenlänge differiert, wodurch Fresnelzonen geschaffen werden.
Das Material ist vorzugsweise ein Flüssigkristalle material.
In einem speziellen Bauteil gemäß der Erfindung sind bei Anlegen des elektrischen Feldes alternierende Zonen durchlässig und nichtdurchlässig für die einfallende Strahlung derart, daß das Bauteil eine Zonenplatte darstellt.
In einem weiteren speziellen Bauteil gemäß der Erfindung sind die dünne Schicht und die Elektrodenstruktur derart, daß bei Anlegen des elektrischen Feldes die Phasenverzögerung oder -verschiebung von Strahlung in aneinandergrenzenden Zonen um π-Radianten oder kurz rad differiert, so daß das Bauteil einen variablen Verzögerer darstellt.
Jede Elektrodenstruktur kann in Form einer Folge konzentrischer leitender Ringe vorliegen. Alternativ kann eine Elektrodenstruktur in Form einer Folge leitender paralleler Linien vorliegen, wobei deren Beabstandung über die Struktur hinweg variiert.
Ein Bauteil gemäß der Erfindung kann eine Einrichtung zum Anlegen von Spannungen zwischen ausgewählten Abschnitten einer Elektrodenstruktur und entsprechenden Abschnitten der anderen Elektrodenstruktur umfassen. In einem derartigen Bauteil können die Einrichtungen zum Anlegen der Spannungen so ausgelegt sein, daß sie zwischen Paaren entsprechender Abschnitte der Elektrodenstrukturen unterschiedliche Spannungen anlegen, um so ein gewünschtes räumliches Muster von Phasenverzögerungen oder -verschiebungen über das Bauteil hinweg zu erzeugen.
Eine Anzahl optischer Bauteile gemäß der Erfindung wird nun lediglich beispielhalber unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
Fig. 1 eine schematische Querschnittsansicht eines ersten Bauteils gemäß der Erfindung ist;
Fig. 2 eine Elektrodenstruktur darstellt, die auf einer ersten Platte des ersten Bauteils aufliegt;
Fig. 3 eine Elektrodenstruktur darstellt, die auf einer zweiten Platte des ersten Bauteils aufliegt;
Fig. 4 die Elektrodenstruktur darstellt, die auf einer ersten Platte eines zweiten Bauteils gemäß der Erfindung aufliegt;
Fig. 5 das Muster von Phasenverzögerungen über ein drittes Bauteil gemäß der Erfindung im Betrieb als Fresnel-Linse darstellt;
Fig. 6 das Muster von Phasenverzögerungen über das dritte Bauteil im Betrieb als Strahlablenker darstellt;
Fig. 7 ein Bauteil gemäß der Erfindung im Betrieb als Spektrometer darstellt; und
Fig. 8 eine schematische veranschaulichende Darstellung eines Wellenfrontanalysators ist, der eine Anordnung von Bauteilen gemäß der Erfindung umfaßt.
Zunächst wird auf Fig. 1 Bezug genommen, in der das erste Bauteil, das zu beschreiben ist, eine Flüssigkristallzelle 1 umfaßt, die einen verwundenen nematischen Flüssigkristall 2 enthält, der zwischen zwei parallelen Glasplatten 3, 5 enthalten ist, die durch Abstandsstücke 7 voneinander getrennt sind. Jede Platte 3, 5 trägt auf ihrer an den Flüssigkristall 2 angrenzenden Fläche eine jeweilige Elektrodenstruktur 9, 11, jeweils in Form einer Folge konzentrischer Ringe aus Indiumzinnoxid, wie am besten in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist. Jeweilige Zuleitungen 13, 15 sind für jede Folge von Ringen vorgesehen, wobei sie jeden Ring mit einer (nicht dargestellten) Spannungsquelle verbinden und in entgegengesetzten Richtungen festgelegt sind, um ein Zusammentreffen der Leitungen über die Zelle hinweg zu vermeiden. Die Flüssigkristallzelle ist zwischen einem Paar 17, 19 gekreuzter Polarisatoren plaziert.
Im Einsatz des Bauteils wird die Spannungsquelle dazu benutzt, eine RMS-Spannung (Spannungseffektivwert) zwischen den Elektrodenstrukturen 9, 11 anzulegen, die einigemale größer als die Schwellenspannung der Zelle ist. Falls eine Lichtquelle 25 auf der Achse der Elektrodenstrukturen 9, 11 plaziert wird, wie in Fig. 1 gezeigt ist, so wirkt das Bauteil bei geeigneten Elektrodenringbreiten und Ringabständen als eine sphärische Zonenplatten-Linse wirken. Dieses Phänomen kann wie folgt erklärt werden: Falls die Elektrodenstrukturring weite oder -breite und Abstände derart sind, daß der Lichtweg von der Quelle 25 zu einem Beobachter O in aneinandergrenzenden konzentrischen Zonen über die Komponente hinweg, die durch die Elektrodenstrukturen definiert sind, d. h. Zonen I, II, III, IV, V usw., wie in den Fig. 2 und 3 angezeigt ist, um eine halbe Wellenlänge des Lichts differieren, das von der Quelle 25 emittiert wird, dann wird die Wellenfront des durch die Zelle hindurchgelassenen Lichts in Fresnelzonen aufgeteilt sein. Wenn die Spannung zwischen den Elektrodenstrukturen 9 und 11 angelegt wird, wird die Kombination des verwundenen nematischen Flüssigkristalls 2 und der Polarisatoren 17, 19 dazu führen, daß das Bauteil für die einfallende Strahlung in alternierenden Fresnelzonen, die durch die Koinzidenz der Elektrodenstrukturen 9, 11 definiert sind, nicht durchlässig ist. Folglich ist eine Zonenplatten-Linse gebildet, in der die Lichtwellen, die durch die "positiven" durchlässigen Zonen I, III, V . . . hindurchgelassen werden, so wirken, daß sie einander verstärken, während die "negativen" nichtdurchlässigen Zonen die Lichtwellen, die außer Phase sind, abblocken, wie in "Optics" von A. Sommerfield, Seiten 207 bis 219 erklärt ist.
Dabei ist zu würdigen, daß die Effekte dynamischer Streuung oder choleristische Phasenänderungsstreueffekte als Alternativen zum nematischen Verwindungseffekt in diesem Bauteil ausgenutzt werden könnten.
Es ist auch zu würdigen, daß die Komponente alternativ als variable Phasenverzögerungslinse verwendet werden kann, wobei dies gegenüber einer Zonenplattenlinse den Vorteil hat, daß die Hälfte des einfallenden Lichtes nicht abgeblockt wird, wie es in der Zonenplattenlinse der Fall ist. Die variable Phasenverzögerungslinse kann realisiert werden, indem man beide Platten 3, 5 so auslegt, daß sie einem nematischen Flüssigkristall, der eine positive dielektrische Anisotropie aufweist, eine geneigte homogene Ausrichtung verleihen. Alternativ können beide Platten 3, 5 so angeordnet werden, daß sie einem Flüssigkristall, der eine negative dielektrische Anisotropie aufweist, eine geneigte oder gekippte homöotrope Ausrichtung verleihen. In einer dritten Alternative kann die Platte 3 eine homogene Ausrichtung verleihen, während die Platte 5 einem Flüssigkristall irgendeiner Anisotropie eine homöotrope Ausrichtung verleiht. Die Spannung, die zwischen den Elektrodenstrukturen 9, 11 angelegt wird, wird dann so gewählt, daß die Phasenverschiebung oder -verzögerung des Lichts, das auf die Komponente auftrifft, in den "negativen" Zonen II, IV, VI . . . von der in den "positiven" Zonen I, III, V . . . um π rad differiert.
In einem solchen variablen Phasenverzögerer können die optischen Verluste infolge der Polarisatoren 17, 19 durch den Einsatz von zwei Flüssigkristallzellen vermieden werden, jeweils in der in Fig. 1 gezeigten Form, wobei die Elektrodenstrukturen jeder Zelle identisch sind, jedoch die Richtungen der Oberflächenausrichtung der Flüssigkristalle 2 in der Zelle orthogonal sind. Die Polarisatoren 17, 19 können dann weggelassen werden.
Durch Ersetzen der Elektrodenstruktur 9 der Fig. 2 durch eine Elektrodenstruktur 31, die in Fig. 4 gezeigt ist, und Ersetzen der Elektrodenstruktur 11 der Fig. 3 durch eine gleichförmige Elektrode, die die gesamte aktive Fläche der Elektrode 1 bedeckt, kann eine zylindrische Linse analoger Funktion zu der der sphärischen Linse, die zuvor beschrieben wurde, ausgebildet werden. Da optische Bauteile gemäß der Erfindung so dünn sind, kann ein Paar orthogonaler zylindrischer Linsen dazu verwendet werden, denselben Effekt wie eine sphärische Linse zu ergeben.
Die Linsen gemäß der Erfindung, die zuvor beispielhalber beschrieben wurden, können zwischen einer optischen Leistung Null, d. h. das Reziproke der Fokuslänge ist Null, und einer festen finiten Fokuslänge ungleich Null geschaltet werden, die durch die Beabstandung der Elektrodenstrukturen bestimmt ist. Linsen variabler Fokuslängen können unter Verwendung von Elektrodenstrukturen mit feineren, gleichförmig beabstandeten Elektroden realisiert werden, wobei selektierte der Elektroden durch Anlegen der erforderlichen Spannung so aktiviert werden, daß Fresnelzonen mit einer Beabstandung entsprechend der gewünschten Fokuslänge bzw. Brennweite erzeugt werden.
Wir wenden uns nun Fig. 5 zu, in der feine, gleichförmig beabstandete Elektroden, wie oben beschrieben, entweder in der Form konzentrischer Ringe wie im ersten oben beschriebenen Bauteil oder gerader Linien wie im zweiten oben beschriebenen Bauteil verwendet werden, wobei auch so eine Fresnel-Linse gemäß der Erfindung ausbildbar ist. Anstatt dieselbe RMS-Spannung an ausgewählte der Elektroden innerhalb der Strukturen anzulegen, können auch unterschiedliche Spannungen an unterschiedliche Elektroden angelegt werden, um ein räumliches Muster von Phasenverzögerungen über das Bauteil hinweg zu erzeugen, in dem die hindurchgelassene Wellenfront durch jede Fresnelzone sanft oder glatt variiert und dann beim Übertritt zur nächsten Zone um ein Vielfaches von 2π rad springt. Eine Kurve 51 in Fig. 5 veranschaulicht die relative Phasenverzögerung, die bei einem konventionellen optischen Bauteil erforderlich sein würde, das aus einem dicken Stück brechenden Materials gefertigt ist. Eine Kurve 53 zeigt die Reduktion dieser Kurve um Vielfache von 2π, während eine Kurve 55 die entsprechende Näherung zeigt, die durch Anlegen geeigneter Spannungen an: ausgewählte Elektroden entsteht. Durch diese Mittel werden eine bessere Näherung an die gewünschte Wellenfront und eine höher qualitative Abbildung mit geringerer Achromasie erzeugt als bei den Zonenplattenlinsen, die oben unter Bezugnahme auf die Fig. 1, 2, 3 und 4 beschrieben wurden. Die an die Elektroden angelegten Spannungen zur Erzielung der Fresnel-Linse können so eingestellt werden, daß sie Restaberrationen in der Abbildung durch Verwendung einer Steuerschleife oder Regelschleife entfernen.
Nun wird auf die Fig. 6 Bezug genommen, in der durch Anlegen geeigneter Spannungen an ausgewählte Elektroden des obigen Bauelements das Sägezahnmuster von Phasenverzögerungen über das Bauteil hinweg erzeugt wird, das in dieser Figur gezeigt ist, wobei ein optisches Bauteil realisierbar ist, das als schaltbares oder variables Prisma oder als Strahlablenker wirkt.
Die oben beschriebene Fresnel-Linse weist die Nachteile auf, daß sehr fein beabstandete Elektroden, die jede Fresnelzone unterteilen, geätzt werden müssen, und auch, daß verschiedene definierte RMS-Spannungen (Spannungseffektivwerte) an unterschiedliche Elektroden angelegt werden müssen, um so das erforderliche Muster von Phasenverzögerungen über das obige Bauteil hinweg zu erzeugen. Der Einsatz derartiger Spannungen beinhaltet das Vorsehen einer komplexen Spannungsquelle.
Ein alternatives Verfahren, die erforderlichen Spannungsvariationen zu bewältigen, besteht in der Verwendung von Elektrodenstrukturen mit räumlich variierendem Widerstand. Ein Verfahren zum Erzeugen derartiger Elektrodenstrukturen würde darin bestehen, die Dicke des Indiumzinnoxid-Musters zu variieren. Bei Einsatz derartiger Elektrodenstrukturen kann die Unterteilung jeder Fresnelzone in zahlreiche fein beabstandete Elektroden vermieden werden. Eine noch andere Alternative besteht in der Verwendung transparenter Elektroden mit gleichförmigem Flächenwiderstand, der sehr viel höher als normal ist. In diesem Verfahren werden schmale metallische, z. B. Aluminium-Elektroden, entlang zwei der Ränder oder Kanten jeder transparenten Widerstandselektrode angelegt, und ein Spannungsgradient wird über die transparenten Elektroden hinweg angelegt, indem unterschiedliche Spannungen an die begrenzenden Metallelektroden angelegt werden.
Es wird gewürdigt werden, daß jede der Linsen gemäß der Erfindung, die zuvor beschrieben wurden, zahlreiche Anwendungen in optischen und Abbildungs-Ausrüstungen haben wird. Insbesondere kann, wenn sie in der Abbildungstechnologie verwendet werden, die Detektion von Abbildungen schwacher Punkte vor einem starken Hintergrundrauschen verstärkt werden, indem das Bild unter Verwendung einer Linse variablen Fokusses gemäß der Erfindung bei einer vorbestimmten Frequenz sehr schnell fokussiert und defokussiert wird. Es können zur Steigerung der Detektion konventionelle Phasenverriegelungstechniken verwendet werden.
Eine spezielle Anwendung einer Zonenplattenlinse gemäß der Erfindung wie eines Spektrometers oder Monochromators ist in Fig. 7 gezeigt. Diese Figur zeigt eine Zonenplattenlinse 71, wie sie beispielsweise unter Bezug auf die Fig. 1,2, 3 und 4 beschrieben wurde, die vor einem Photodetektor 73 plaziert ist, wobei zwischen der Linse 71 und dem Photodetektor 73 ein Stiftloch oder Schlitz 75 liegt. Da die Fokuslänge der Zonenplattenlinse umgekehrt proportional zur Wellenlänge des einfallenden Lichtes ist, kann die fokale Lage jeder Wellenlänge innerhalb eines parallel gerichteten polychromatischen auf die Linse 71 fallenden Strahls 77 mittels Spannungen, die an die Linse 71 angelegt werden, so eingestellt werden, daß sie wiederum mit dem Stiftloch oder Schlitz 75 zusammenfällt. Veranschaulichend zeigt die Figur die fokussierten Strahlen für drei Wellenlängen innerhalb des Strahls 77, wobei λ&sub1;> λ&sub2;> λ&sub3;.
Zuvor involvierte die Kenntnis der relativen räumlichen Phase einer Strahlungswellenfront die Ausnutzung komplexer interferrometrischer Techniken. Moir -ränder werden extensiv dazu benutzt, Oberflächendefekte unter Zuhilfenahme derartiger Techniken zu messen. Eine alternative Technik existiert, wobei ein teurer Schirm, der eine Anordnung von etwa 100·100 Miniaturlinsen umfaßt, die durch brechende Vertiefungen ausgebildet sind, in eine Wellenfront eingefügt ist, die durch Reflexion an oder Transmission durch eine fehlerhafte optische Oberfläche oder ein entsprechendes Material gestört worden ist.
Die Fig. 8 zeigt einen Wellenfrontanalysator, der eine Anordnung 81 von n Fresnel-Phasenvariationslinsen 83 gemäß der Erfindung enthält. Bei Abwesenheit einer angelegten Spannung an die Linsen breitet sich die polarisierte optische Information von einer Oberfläche oder einem Material 85 ungestört aus, und eine Kamera 87 kann die Szene normal aufzeichnen. Falls eine Spannung an die Linsen von einer Quelle 89 angelegt wird, wird ein heller Bezugspunkt in der Szene auf der Kamera n-fach wiederholt erscheinen. Die relative Kompression und Verdünnung der Anordnung von Bildern ist ein direktes Maß der Wellenfrontphasenverstümmelung oder -verzerrung im Feld.
Es ist zu beachten, daß, während alle optischen Bauteile gemäß der Erfindung, die vorab beispielhalber beschrieben wurden, Flüssigkristallzellen enthalten, in denen die den Flüssigkristall eingrenzenden Platten aus Glas hergestellt sind, optische Bauteile gemäß der Erfindung so ausgelegt werden können, daß sie im Infraroten arbeiten und insbesondere im 8 bis 14um Wellenband, falls die Glasplatten durch Materialien, beispielsweise Zns, ZnSe und Ge ersetzt werden, die für infrarotes Licht durchlässig sind. Alternativ können die Bauteile auch für den Betrieb im Ultravioletten ausgelegt werden.
Es ist ein Vorteil der Erfindung, daß die optischen Parameter durch das Anlegen niedriger Spannungssignale (beispielsweise bis zu 10 Volt) an sie steuerbar sind.
Es ist auch zu beachten, daß die Antriebsschaltung, die erforderlich ist, um die notwendigen elektrischen Signale an die Elektrodenstrukturen der optischen Bauteile gemäß der Erfindung anzulegen, auf einer oder beiden der Platten vorgesehen werden können, die den Flüssigkristall eingrenzen, indem hierzu Techniken wie das Bondieren von Chips oder Dünnschichttransistoren verwendet werden.
Es wird ,unmittelbar einsichtig sein, daß das optische Bauteil gemäß der Erfindung andere kristall-elektrooptische Effekte anstelle der oben beispielshalber beschriebenen verwenden kann, um die gewünschten optischen Verzögerungen zu erbringen. Insbesondere können schneller ansprechende Bauteile unter Ausnutzen der "Zwei-Frequenz "-Schaltungstechniken erzielt werden, wie sie von Bucher et al in Applied Physics Letters, Band 25, Seiten 186-188, veröffentlicht 1974, beschrieben sind, oder indem die "pi-cell" Konfiguration eingesetzt wird, wie sie von Bos et al in Molecular Crystals and Liquid Crystals, Band 113, Seiten 329-339, veröffentlicht 1984, beschrieben sind, oder indem ferroelektrische smektische Flüssigkristalle eingesetzt werden, wie sie von Clark und Lagerwall in Applied Physics Letters, Band 36, Seiten 899-901, veröffentlicht 1980, beschrieben sind.
Darüber hinaus können die Bauteile gemäß der Erfindung andere elektrisch steuerbare doppelbrechende Materialien neben Flüssigkristallen, beispielsweise Lithiumniobat, enthalten.

Claims

1. Optischen Bauteil (1) aufweisend eine dünne Schicht (2) eines doppelbrechenden Materials, das zwischen zwei im wesentlichen planaren Oberflächen zweier transparenter Platten (3, 5) eingegrenzt ist, wobei das Material einen Brechungsindextensor aufweist, der eine Funktion eines an das Material angelegten elektrischen Feldes ist; und eine jeweilige Elektrodenstruktur (9, 11) auf jeder der Oberflächen zum Anlegen eines elektrischen Feldes über die dünne Schicht, wenn eine Spannung zwischen den Elektrodenstrukturen angelegt wird, um eine Modulation des Brechungsindextensors des Materials hervorzurufen; dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenstrukturen auf den Oberflächen der Substrate entgegengesetzt plaziert sind und im wesentlichen identisch gemustert sind, um jeweils eine Serie beabstandeter leitender Zonen mit Ausdehnungen und Abständen derart auszubilden, daß der Weg einer Strahlungsquelle (25) zu einem Beobachter in aneinandergrenzenden Zonen um eine halbe Strahlungswellenlänge differiert, wodurch Fresnelzonen geschaffen werden.

2. Optisches Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material (2) ein Flüssigkristallmaterial ist.

3. Optisches Bauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anlegen eines elektrischen Feldes alternierende Fresnelzonen für die auftreffende Strahlung durchlässig und undurchlässig sind, so daß das Bauteil eine Zonenplatte darstellt.

4. Optisches Bauteil nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der dünnen Schicht (2) angrenzend an eine planare Oberfläche (3) eine homogene Ausrichtung verliehen wird und der dünnen Schicht angrenzend an die andere planare Oberfläche eine homöotrope Ausrichtung verliehen wird, und daß an die dünne Schicht ein elektrisches Feld angelegt wird, um die Phasenverzögerung von Strahlung in aneinandergrenzenden Zonen dazu zu bringen, sich so durch Radianten zu unterscheiden, daß das Bauteil einen variablen Phasenverzögerer darstellt.

5. Optisches Bauteil nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß jede Elektrodenstruktur (9, 11) in der Form einer Serie konzentrischer leitender Ringe vorliegt.

6. Optisches Bauteil nach einem vorhergehenden Anspruch, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Anlegen von Spannungen zwischen ausgewählten Abschnitten (II, IV, VI . . .) einer Elektrodenstruktur (a) und entsprechenden Abschnitten (II, IV, VI . . .) der anderen Elektrodenstruktur (11).

7. Optisches Bauteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Anlegen von Spannungen dazu ausgelegt ist, unterschiedliche Spannungen zwischen verschiedenen Paaren entsprechender Abschnitte (II, IV, VI . . .) der Elektrodenstrukturen (9, 11) anzulegen, um so ein gewünschtes räumliches Muster von Phasenverzögerungen über das Bauteil hinweg zu erzeugen.

8. Optisches Bauteil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Elektrodenstruktur (9, 11) einen örtlich variierenden spezifischen Widerstand aufweist.

9. Optisches Bauteil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die oder jede Elektrodenstruktur (9, 11) mit variierendem spezifischen Widerstands eine variierende Dicke aufweist.

10. Optisches Bauteil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die oder jede Elektrodenstruktur (9, 11) mit variierendem spezifischen Widerstand einen hohen spezifischen Widerstand aufweist, und daß die Einrichtungen zum Anlegen von Spannungen so ausgelegt sind, daß sie an Grenzbereiche der oder jeder Elektrodenstruktur mit variierendem spezifischen Widerstand unterschiedliche Spannungen anlegen, derart, daß ein Spannungsgradient über diese Elektrodenstruktur hinweg erzeugt wird.

11. Spektrometer, gekennzeichnet durch ein optisches Bauteil (71), wie in Anspruch 3 oder Anspruch 4 beansprucht; eine Einrichtung, die einen parallel gerichteten polychromatischen Lichtstrahl (77) auf das Bauteil richtet; einen Fotodetektor (73), der 50 angeordnet ist, daß er Licht nach Durchtritt durch das optische Bauteil und durch ein Stiftloch oder einen Schlitz (75) angrenzend an den Fotodetektor empfängt; und eine Einrichtung zur selektiven Anlegung einer Spannung an das Bauteil, wodurch eine Einstellung der Spannung die selektive Fokussierung von Licht unterschiedlicher Wellenlängen am Fotodetektor ermöglicht.

12. Wellenfrontanalysator, gekennzeichnet durch eine Anordnung (81) optischer Bauteile (83), wie in einem der Ansprüche 1 bis 10 beansprucht, zum Empfang von Strahlung von einem Objekt (85); eine Kamera (87) zum Aufzeichnen eines Musters von durch die optischen Bauteile tretenden Lichts; und eine Einrichtung (89) zur Anlegung einer Spannung an die optischen Bauteile, wodurch die Bauteile jeweils ein Bild eines Punktes auf dem Objekt erzeugen.

13. Variabler Phasenverzögerer, gekennzeichnet durch zwei optische Bauteile, jeweils wie in Anspruch 4 beansprucht, wobei die Ausrichtungen der dünnen Schichten der Bauteile zueinander senkrecht sind.