Оптический фильтр

 

Изобретение относится к области оптического приборостроения, в частности к устройствам, предназначенным для -монохроматизавдш падающего излучения , селекции естественного света определенной длины волны. Оптический фильтр включает поляризатор 1 и анализатор 2, выполненные в виде поляризационных светоделительных элементов, например в виде поляризационных призм, два отражающих элемента 3 и 4, например два металлизированных зеркала и два оптически активных монокристаллических элемента 5 и 6 со знакопеременным двулучепреломлением, оптические оси которых совпадают с главной плоскостью поляризатора 1 или анализатора 2. При этом поляризатор 1 и анализатор 2 размещены соответственно на входе и на выходе схемы интерферометра Майкельсона, которую они образуют совместно с отражающими элементами 3 и 4, а оптически активные элементы 5 и 6 установлены соответственно в каждом из плеч схемы интерферометра Майкельсона и выполнены или из монокристаллов одинакового химического состава, или в виде монокристаллов различного химического состава. При необходимости в схему могут быть введены дополнительные поляризаторы 7 и 8, Благодаря такому выполнению расширяются функциональные возможности фильтра путем формирования по крайней мере двух независимых полос пропускания, реализуемых в каждом из плеч, и увеличивается коэффициент пропускания фильтра для естественного излучения. 3 ил. i (Л о 00 00 О со ел 8

СООЗ СОВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИН

yg)g G 02 В 5/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А5ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 б 6 Риг. f

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОВРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4571207/10 (22) 31 ° 03 ° 89 (46) 30.03.91. Бюл. Р 12 (72) Н .К.Троценко и С.И. Щербаков (53) 535.824.4(088.8) (56) Патент Франции Р 2336692, кл. G 02 В 5/30, .опублик. 1977.

Авторское свидетельство СССР

У- 1283684, кл. G 02 В 5/30 ° 01.04.85 ° ! (54) ОПТИЧЕСКИЙ ФИЛЬТР (57) Изобретение относится к области оптического приборостроения, в частности к устройствам, предназначенным для .монохроматиэации падающего излучения, селекции естественного света определенной длины волны. Оптический фильтр включает поляризатор 1 и анализатор 2, выполненные в виде поляриэационных светоделительных элементов, например в виде поляризационных призм, два отражающих элемента 3 и 4, например два металлизированных зеркала и два оптически активных монокристаллических элемента 5 и 6 со знакопере„Я0„„1638695 А 1 менным двулучепреломлением, оптические оси которых совпадают с главной плоскостью поляризатора 1 или анализатора 2 ° При этом поляризатор 1 и анализатор 2 размещены соответственно на входе и на выходе схемы интерферометра Майкельсона, которую они образуют совместно с отражающими элементами 3 и 4, а оптически активные элементы 5 и 6 установлены соответственно в каждом из плеч схемы интерферометра Майкельсона и выполнены или из монокристаллов одинакового химического состава, или в виде монокристаллов различного химического состава. При необходимости в схему могут быть введены дополнительные поляризаторы 7 и 8. Благодаря такому выполнению расширяются функциональные возможности фильтра путем формирования по крайней мере двух независимых полос пропускания, реализуемых в каждом из плеч, и увеличивается коэффициент пропускания фильтра для естественного излучения. 3 ил.

1638695

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в устройствах, предназначенных для монохроматизации ïàäàющего излучения, селекщии естественного света определенной длины волны, в квантовой электронике, астрофизике, в системах оптических линий связи, в устройствах контроля чистоты окружающей среды, а также в других облас-. тях прикладной оптики.

ЦеЛью изобретения является расширение функциональных возможностей фильтра путем формирования по крайней мере двух независимых полос пропускания и увеличение коэффициента пропускания фильтра для естественного излучения.

На фиг. 1 представлена структур- 2О ная схема оптического фильтра; на фиг. 2 - спектры пропускания естественного излучения фильтров для одинаковых оптически активных элементов (кривая 9) и для элементов различного 25 химического состава (кривые 10, 11); на фиг. 3 - спектры пропускания фильтра, двулучепреломляющие элементы которого выполнены в виде набора монокристаллов различного химического состава.

Оптический фильтр включает поляризатор 1 и анализатор 2, выполненные в виде поляризационных светоделительных элементов, например в виде поляризационных призм, два ограждающих элемента 3 и 4, например два металлизированных зеркала, и два оптически активных монокристаллических элемен- 4О та 5 и 6 со знакопеременным двулучепреломлением, оптические оси которых совпадают с главной плоскостью поляризатора 1 или анализатора 2. При этом поляризатор 1 и анализатор 2 размещены, соответственно, на входе и на выходе схемы интерферометра

Иайкельсона, которую они образуют совместно с отражающими элементами

3 и 4, а оптически активные элементы

5 и б установлены, соответственно, в каждом из плеч схемы интерферометра Иайкельсона и выполнены или из монокристаллов одинакового химического состава или в виде монохристал55 лов различного химического состава.

При необходимости в схему могут быть введены дополнительные поляризаторы

7 и 8.

Оптический фильтр работает следующим образом.

Излучение, падая на входную грань поляризатора 1, на воздушном зазоре пространственно разделяется по состоянию поляризации, Излучение вертикальной составляющей поляризации проходит через призму 1 и падает на оптически активный монокристаллический элемент 6 со знакопеременным двулучепреломлением, после прохождения которого падает на поляризатор 8 с главной плоскостью поляризации, ортогональной поляризатору 2.

В моиокристаллах со знакопеременным двулучепреломлением существует такая длина волны, при которой линейное двулучепреломление n = О. При этом интенсивность излучения, прошедшего через систему 1-6-8, определяется выражением — I g j 2 аД, (1) где ?, Хо — интенсивности прошедшего и падающего излучения соответственно; а - удельное вращение плоскости поляризации в элементе б;, d — толщина элемента 6.

Таким образом, толщина элемента б должна удовлетворять соотношение и = % /2а.

Излучение горизонтальной составляющей поляризации после отражения от металлизированного зеркала 3 распространяется колинеарно излучению вертикальной составляющей поляризации и падает на поляризатор 7, служащий для увеличения степени поляризации.

После прохождения оптически активного элемента 5 со знакопеременным двуюкучепреломлением оно падает на входную грань поляризационной призмы 2 с главной плоскостью поляризации, расположенной. вертикально.

Таким образом, в поляризационной призме 2 проходит совмещение потоков, проходящих системы ll-6-8-4-2 и

1-3-7-5-2.

Пример. В качестве поляризационных призм 1, 2 использовались поляризационные призмы Глана в модификации Тейлора с просветленной, о скошенной под углом 10, гранью, служащей для вывода излучения гори1638695

6 копеременным двулучепреломлением и анализатор, главная плоскость поляризации которого ортогональна глав. ной плоскости поляризатора, а оптическая ось элемента совпадает с глав- ной плоскостью поляризатора или анализатора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей фильтра путем формирования по крайней мере двух независимых полос пропускания и увеличения коэффициента пропускания фильтра для естественного излучения, в него введены два отражающих

1S элемента и второй оптически активный монокристаллический элемент со знакопеременным двулучепреломлением, оптическая ось которого совпадает с главной плоскостью поляризатора или анализатора, поляризатор и анализатор выполнены в виде поляризационных светоделительных элементов и размещены соответственно на входе и на выходе схемы интерферометра

Майкельсона, которую они образуют совместно с отражающими элементами, а оптически активные элементы установлены соответственно в каждом из

30 плеч схемы интерферометра Майкельсона и выполнены из монокристаллов одинакового химического состава или в виде монокристаллов различного химического состава.

Набор Элемент

Материал

6

6

III

CdGazS

СЙСаг84

CdGa Sg

Адса8еz (10 О) (10 О) (10 О) с1 00) 5 0

5,0

5 0

0,74

0,493

0,493

0,493

О, 814

CdGazSg

AgGaS> (10 О) (10 0) 5 0

0,493

0,4975

0,17

AgGaSe z

AgGao,< In, Se< (1 00) (1 00) 0,74

1,0

0,814

О, 835

5 зонтальной поляризации, поляризаторы 7, 8 — пленочные дихроичные, поляроиды, зеркала 3,4 — с наружным алюминированием. В качестве двулучепреломляющих элементов 5, 6 использовали наборы оптически активных монокристаллов со знакопеременным двулучепреломпением, приведенные в таблице.

На фиг. 2 представлен спектр пропускания фильтра с набором элементов (кривая 9), Величина пропускания фильтра для падающего естественного излучения в максимуме полосы составляет Т = 633 при полуширине спектральной линии по уровню Т 0,5-1ß.

На кривых 10, 11 представлен спектр пропускания фильтра с набором элементов II. Спектр пропускания фильтра составлен суперпозицией полос пропускания на длинах волн

0,814 и 0,493 мкм.

На фиг, 3 представлен спектр пропускания фильтра составных элементов (набор III).

Спектр пропускания фильтра состав лен суперпозицией четырех полос пропускания на длинах волн 0,493 мкм;

6,4975 мкм; 0,814 мкм; 0,835 мкм.

Формула изобретения

Оптический фильтр, содержащий поляризаиор, оптически активный монокристаллический элемент со знаОриентация Толщина, Длина волны, кристалла мм мкм

1638595 оее т еT

ФИГ, 5

Составитель В. Кравченко

Редактор И. Циткина Техред Л.Олийнык Корректор Н. Ревская

Заказ 928 Тираж 333 Подписное

8HHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рауюская наб., д. 4/5 ..

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101