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Dichroismus Dichro-Filter

Dichroismus basiert auf Interferenzen. Schichten mit unterschiedlicher Brechzahl in der Dichte sorgen dafür, dass ein Teil der Strahlung reflektiert und gebeugt wird. Beträgt nun die Grenzschicht in der Auftragsdicke die halbe Wellenlänge der entsprechenden Lichtfarbe, so entsteht eine destruktive Interferenz, das heißt ein Wellenberg und ein Wellental heben sich auf. In der Summe wird kein Licht reflektiert. Sind dagegen bei durchgelassenem Licht die Grenzschichten ein ganzzahliges vielfaches der Wellenlänge des Lichtes, so addieren sich die Wellenberge, so dass eine konstruktive Interferenz vorliegt. Ein dichroitischer Filter besteht in der Regel aus ca. 20 bis 50 extrem dünnen Schichten, die auf einen Glaskörper, meist wird Borosilikat-Glas, das eine Arbeitstemperatur bis 400° C erlaubt, in Vakuumtechnik aufgetragen werden. Die Stärke der Schichten muss also sehr exakt und über die Fläche äußerst homogen aufgetragen werden. Auf diese Weise kommt - je nach Betrachtungswinkel - die Vielfalt der Farben zustande.

Einen ähnlichen Effekt kann man in der Natur betrachten wenn ein Ölfilm auf Wasser alle regenbogenfarben schillern läßt.

Damit wird auch deutlich warum bei Änderung des Betrachtungswinkel bei einem dichroitischen Filter sich auch die Farbwiedergabe sich ändert, obwohl der Filter für eine exakte Farbe gefertigt wurde.

Ein dichroitischer Filter besteht also aus ca. 20 bis 50 extrem dünnen Schichten, die auf einen Glaskörper in Vakuumtechnik aufgetragen werden. Das Auftragen der Schichten muß in der Dicke sehr exakt und über die Fläche sehr homogen sein. Für den Interferenzeffekt benötigt man die Hälft der Wellenlänge des betreffenden Lichtes, demnach muß die Schicht genau diese Dicke annehmen. Das sind bei einem zu filternden Gelb mit 570 nm immerhin ca. 285 nm oder 0,000285 Millimeter und dies über die gesamte Trägerfläche. Und hier werden die Qualitäts und Preisunterschiede der verwendeten dichroitischen Filter deutlich. Standart Toleranzen erstrecken sich um die 10 bis 15 nm.

Qualitativ höherwertige Filter weisen dagegen eine Toleranz von nur 5 nm oder geringer auf.

Bezieht man diese Toleranz auf unser Beispiel Gelb mit 580 nm, so können wir bei Betrachtung im Farbdreieckes eine Verschiebung um 5 nm bereits erkennen. Um so schwerwiegender ist die Verschiebung um 15 nm was eindeutig einen Grünstich oder Orangestich zur Folge hat. Dies wird besonders ärgerlich, wenn man Filter unterschiedlicher Herstellungs Chargen, sei es als Ersatzteil oder weitere Movinglights zur Erweiterung des vorhandenen Equipment, kauft. Einige Geräte lassen sich bei der CMY Einheit aus diesen Grund auch mit einem Offset "callibrieren", bei dem dann die Farbe, bei einem gleichen DMX Wert, stärker in den Strahlengang hineingefahren wird als bei den "uncallibrierten" Geräten. Diese Option hilft bei Filtern mit großen Tolleranzen ein wenig weiter.

Weiterhin ist jede Verunreinigung beim Auftragen der Schichten ein großes Problem, wie auch die eine unhomogenität der Schichten selber. So reichen wenige Prozenpunkte bei einer fehlenden Rotinterferenz in einem Blaufilter aus, um die Farbe verwaschen aussehen zu lassen.

Ein weiteres Qualitätsmerkmal ist die Anzahl der aufgebrachten Schichten. Je mehr Schichten verwendet werden, um so steiler sind die Flanken der Transmisionskurve, um so reiner kann eine Farbe wiedergegeben werden.

Filter mit der Hand gedreht,

Links die Farbe die auf den Hintergrund durchgelassen wurde.

Mittig ist der Filter der in der Hand gehalten wird.

Rechts ist die Farbe die vom Filter reflektiert wird.





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Diese Interferenzfarben treten aber nur bei sehr dünnen Schichten auf und nicht an z.B. Glasscheiben. Dies hat damit zu tun, daß das „normale“ Licht aus vergleichsweise kurzen, einzelnen Wellenzügen besteht und die Interferenz nur bei den Teilstrahlen ein und desselben Wellenzuges auftritt. Die zur Interferenz Anlaß gebenden Schichten müssen also dünner sein als etwa ein halber Wellenzug lang ist.


a)

Wie sind die Farben C, M, Y aufeinander abgestimmt?


b)

Wie gesättigt (rhein) sind die Farben?


c)

Wie stark unterscheiden sich die Farben in mehreren Scheinwerfern


d)

Wird die Farbe in gleicher Qualität auch nach z.B. einem Jahr geliefert, oder ist dies dann ein gänzlich anderer Farbton?


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