DE1295031B - Anordnung parallel ausgerichteter, elektrischer Dipole fuer Wellenlaengen unterhalb 1 mm - Google Patents

Description

Die Hauptpatentanmeldung betrifft eine Anordnung elektrischer Dipole für Wellenlängen unterhalb 1 mm, bestehend aus elektrisch gut leitenden, parallel ausgerichteten Stäbchen mit Längen unterhalb 1 mm, die in ein elektrisch schlecht leitendes Medium (Trägersubstanz) eingebettet sind, wobei die Trägersubstanz ein Halbleitermaterial ist und mit den Stäbchen ein Eutektikum eines binären oder quasi-binären Systems bildet. Zur Herstellung ist in der Hauptpatentanmeldung vorgeschlagen worden, Halbleitermaterial, wie Indiumantimonid (InSb), und einen zur Kristallisation in Stäbchenform neigenden Stoff, wie Nickelantimonid (NiSb), Manganantimonid (MnSb) usw., zusammenzuschmelzen und anschließend einem Erstarrungsprozeß zu unterwerfen, bei dem die Stäbchen ausgerichtet werden. In einer eutektischen Mischung von InSb und NiSb beträgt der Anteil an NiSb etwa 1,8 Gewichtsprozent.

Nach der Hauptpatentanmeldung ist eine solche Anordnung als Polarisationsfilter geeignet. Ein nach dem genannten früheren Verfahren hergestelltes dünnes Scheibchen aus beispielsweise InSb mit parallel zur Scheibchenfläche und zueinander parallel ausgerichteten NiSb-Stäbchen, läßt nämlich vom auffallenden Licht im wesentlichen nur den Anteil durch, dessen Schwingungsebene (elektrisches Feld) senkrecht zur Längsrichtung der Stäbchen liegt.

Wird nach dem Verfahren nach der Hauptpatentanmeldung eine Anordnung elektrischer Dipole hergestellt, in der die Anzahl der Dipole pro Volumeinheit wesentlich höher liegt als in der Anordnung nach der Hauptpatentanmeldung, so erhält man erfindungsgemäß eine Anordnung mit ausgeprägtem Reflexionsvermögen. Das Reflexionsvermögen ist. definiert als das Verhältnis der Intensität der reflektierten zur auffallenden Strahlung.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Anordnung parallel ausgerichteter elektrischer Dipole für Wellenlängen unterhalb 1 mm, bestehend aus elektrisch gut leitenden Stäbchen mit Längen unterhalb 1 mm in einem Halbleitermaterial, das mit den Stäbchen ein Eutektikum eines binären oder quasi-binären Systems bildet. Dabei besteht die weitere Ausgestaltung des Gegenstandes der Hauptpatentanmeldung darin, daß die seitlichen Abstände der Stäbchen in der Größenordnung oder kleiner als die Wellenlänge der zu reflektierenden Wellen in dem Halbleitermaterial sind, derart, daß die Anordnung für die zu reflektierenden Wellen ein metallähnliches Reflexionsvermögen besitzt.

Licht mit einer in Luft gemessenen Wellenlänge von 16 μ hat, z. B. in InSb eine Wellenlänge von etwa 4 μ. Vorteilhaft kann als Halbleitermaterial, das auch als »Trägersubstanz« bezeichnet wird, eine A¹¹¹B^v-Verbindung verwendet werden. Bei der Herstellung der Anordnung wird der Trägersubstanz (Halbleitermaterial) vorzugsweise ein elektrisch gut leitender ferromagnetischer Stoff beigegeben, der in der geschmolzenen Trägersubstanz zur Kristallisation in Stäbchenform (Nadelform) neigt. Je nach Herstellungweise und Material der Anordnung ist das an dieser reflektierte Licht für bestimmte mehr oder weniger weite Frequenzbereiche polarisiert. Daher ist eine solche Anordnung z. B. als Reflexionsmaterial für Lichtverstärker (Laser) geeignet.

Die erfmdungsgemäße Anordnung kann beispielsweise aus der Trägersubstanz InSb bestehen, in die parallel ausgerichtete Stäbchen (Dipole) aus Manganantimonid (MnSb) eingeschlossen sind. MnSb ist ferromagnetisch. Eine solche aus der eutektischen Mischung InSb—MnSb mit etwa 6 Gewichtsprozent MnSb hervorgegangene Anordnung zeigt ein metallähnliches Reflexionsvermögen und eine Polarisation des Reflexionsvermögens für Licht mit Wellenlängen zwischen 10 und 25 μ. Damit verbunden ist ein Anstieg des Reflexionsvermögens nach den längeren Wellenlängen hin.

Für ein Beispiel der Erfindung sind Meßkurven gezeichnet, die durch Reflexionsmessungen an einer erfindungsgemäßen InSb-MnSb-Anordnung aufgenommen wurden.

Die Figur zeigt für die Wellenlängen 10,5; 12; 14; 20 und 24 μ der auffallenden Strahlung des Reflexionsvermögen R (in Prozent) in Abhängigkeit vom Azimut ψ der Polarisationsebene. Das in der Abszisse aufgetragen Azimut ψ gibt den Winkel zwischen der Polarisationsebene (Ebene des magnetischen Vektors) der reflektierten elektromagnetischen Strahlung und der Richtung der parallelen MnSb-Dipole an.

Aus der Figur entnimmt man nicht nur, daß das an der erfindungsgemäßen Anordnung reflektierte Licht (im angegebenen Beispiel ultrarotes Licht) polarisiert ist, sondern auch,, daß das (mittlere) Reflexionsvermögen mit der Wellenlänge des auffallenden Lichtes zunimmt. Diese Abhängigkeit des Reflexionsvermögens von der Wellenlänge ist bei InSb-MnSb-Anordnungen mindestens oberhalb einer Wellenlänge von 14 μ ähnlich wie bei Metallen.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Anordnung parallel ausgerichteter, elektrischer Dipole für Wellenlängen unterhalt* 1 mm, bestehend aus elektrisch gut leitenden Stäbchen mit Längen unterhalb 1 mm in einem Halbleitermaterial, das mit den Stäbchen ein Eutektikum eines binären oder quasi-binären Systems bildet, nach Patentanmeldung P 14 41 877.0 (deutsche Auslegeschrift 1288651), dadurchgekennzeichnet, daß die seitlichen Abstände der Stäbchen in der Größenordnung oder kleiner als die Wellenlänge der zu reflektierenden Wellen in dem Halbleitermaterial sind, derart, daß die Anordnung für die zu reflektierenden Wellen ein metallähriliches Reflexionsvermögen besitzt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stäbchenmaterial ein elektrisch gut leitender, ferromagnetischer Stoff und das Halbleitermaterial eine im Wellenbereich unterhalb 1 mm gut durchlässige AⁿⁱB^v-Verbindung ist.

3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stäbchenmaterial aus MnSb und das Halbleitermaterial aus InSb bestehen.

4. Anwendung der Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3 zur Erzeugung von polarisiertem Licht durch Reflexion.

5. Anwendung der Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4 als Reflexionsmaterial in Lichtverstärkern (Laser). ^L