Светоделитель с коэффициентом деления мощности 1:10

 

Изобретение относится к оптическим элементам на основе многослойных интерференционных покрытий и может быть использовано в приборостроении, лазерной технике и т.п. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем однолучевого характера деления мощности, упрощение процесса изготовления и уменьшение степени поляризации. Светоделитель состоит из подложки с показателем преломления 14,6-1,55, на обе стороны которой нанесены многослойные интерференционные покрытия. На одной стороне покрытие выполнено в виде двухслойного делительного с показателями преломление и оптическими толщинами слоев, равными, считая от подложки соответственно п ь 2,30 - 2,40, п н 1,37 - 1,39 и Ai/4, Ai/4 , гдеАт (1.123- 1,135)Аэ. На другой стороне покрытие выполнено в виде трехслойного просветляющего с показателями преломления и оптическими толщинами слоев, равными, считая от подложки, соответственно п н 1,60 - 1,62, 1,90 - 2,00, п н 1,37-1,39 и А2/4 А2/2 А2/4 , где А2 (1,280- 1,293) АО , где АО -длина волны падающего на светоделитель излучения. 2 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 02 В 5/28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

l?0(l(g g

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4739267/10 (22) 21,09.89 (46) 15.04,92. Бюл. № 14 (71) Нижегородский научно-исследовательский приборостроительный институт (72) Ю.М;Грязнов, Н.П.Морозов, А.В.Ванякин, В.Л.Спирин и А.А.Частов (53) 535.345.67 (088.8) (56) Патент ФРГ ¹ 3007049, кл. G 02 В 5/28, 1982.

Авторское свидетельство СССР № 1542276, кл. G 02 В 5/28, 1988. (54) СВЕТОДЕЛИТЕЛЬ С КОЭФФИЦИЕНТОМ ДЕЛЕНИЯ МОЩНОСТИ 1:10 (57) Изобретение относится к оптическим элементам на основе многослойных интер- . ференционных-покрытий и может быть использовано в приборостроении, лазерной технике и т.п, Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем однолучевого характера деления мощности, упрощение процесса изготовлеИзобретение относится к оптическим элементам на основе многослойных интерференционных покрытий и может быть использовано в приборостроении, лазерной технике и т.п, Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем однолучевого характера деления мощности, упрощение процесса изготовления и уменьшение степени поляризации.

На фиг. 1 изображена конструкция светоделителя; на фиг. 2 — его спектральная характеристика.

Конструкция светоделителя с коэффициентом деления мощности 1:10 практически реализована нанесением в вакууме

„„SU ÄÄ 1727095А1 ния и уменьшение степени поляризации, Светоделитель состоит из подложки с показателем преломления 14,6-1,55, на обе стороны которой нанесены многослойные интерференционные покрытия. На одной стороне покрытие, выполнено в виде двухслойного делительного с показателями преломление и оптическими толщинами слоев, равными, считая от подложки соответственно п b = 2,30 — 2,40, n H = 1,37 — 1,39 и

ih/4, Л1/4, где Л1 = (1,123 — 1,135) i4 . На другой стороне покрытие выполнено в виде трехслойного просветляющего с показателями преломления и оптическими толщинами слоев, равными, считая от подложки, соответственно n н = 1,60 — 1,62, и ь = 1,90—

2,00, и н =1,37 — 1,39 иЛ2/4 Л2/2 Лг/4, где

4 = (1,280 — 1,293) Л, где Л вЂ” длина волны падающего на светоделитель излучения. 2 ил, делительного и просветляющего покрытий в установке вакуумного напыления УРМЗ, 279.060 на две стороны плоской подложки из оптического стекла К8 размерами 6 х 8 х

1. Изготовленный светоделитель был рассчитан для работы под углом падения излучения 45 в интервале длин волн с центром на Л0 = 850 нм. Делительное покрытие выполнялось на основе двух чередующихся слоев из М9Р2 и ZnS, причем пленки ZnS наносились на подложку первыми. Оба слоя делительного покрытия имели оптическую толщину 4 /4, где Л1 = 954 — 965 нм. Просветляющее покрытие выполнялось на основе пленок AI203, Zf02 и М9Рг, причем пленка Al203 наносилась на подложку пер1727095

50 вой, а пленка MgFz граничила с воздухом.

Оптическая толщина пленок А!гОз и MgF2 была равна Лг /4, а пленки Ег02 — Л /2.

Здесь Лг = 1088 — 1099 нм. При температуре нанесения 150 С пленки М9Р2, А!20з, ZrOz и 5

ZnS имели показатели преломления 1,38;

1,61; 1,95 и 2,34 соответственно. Экспериментальные спектры пропускания S- и р-поляризаций излучения, падающего под углом

45 на созданный таким образом светодели- 10 тель, показаны на фиг. 2. Измерения выполнены на спектрофотометре СФ-26 с использованием кристаллического поляризатора в виде призмы Глана. Из фиг. 2 следует, что в интервале длин волн 780 — 930 нм 15 (Ts+ Tp)/2 90,91%, то есть делитель с хорошей точностью делит мощность падающего на него излучения в отношении 1:10. При этом степень поляризации прошедшего через светоделитель излучения не превышает 20

1%. Таким образом, изготовлен неполяризующий светоделитель с коэффициентом деления мощности P:T = 1:10, работающий в достаточно широком диапазоне длин волн с центром на Яо= 850 нм. Конструкция дели- 25 теля, содержащая на одной стороне плоской подложки делительное покрытие, а на другой — просветляющее покрытие, обеспечивает однолучевой характер деления; деление мощности в необходимом отношении происходит на поверхности делительного покрытия. Этот светоделитель, работающий в спектральной области 780-930 нм, может быть использован для деления мощности излучения с центральной волны о = 850 нм, как от лазерного источника, имеющего спектральную ширину 10 нм, так и от светодиода, обладающего спектральной шириной=100 нм; Такие светоизлучающие диоды и полупроводниковые широко используют- 40 ся в волоконно-оптических линиях связи и соответствующей контрольно-измерительной аппаратуре.

Положительный эффект от использования светоделителя заключается в следую- 45 щем.

Однолучевой характер деления мощности позволяет расширить функциональные возможности делителя, а именно реализовать конструкцию делителя на подложках любой толщины; использовать делитель для разветвления мощности в фотоприемниках с произвольными размерами фоточувствительной области; использовать делитель для разветвления мощности в интегральнооптические и волоконные световоды, а также на другие делители и линзы.

Упрощение технологии изготовления делителя.

Для изготовления делителя необходимо нанести на плоскую подложку пять слоев.

Уменьшение степени поляризации делителя, У светоделителя в широком спектральном диапазоне ЛЛ =(0,88 — 1,14) i4 степень поляризации в проходящем пучке Рт<2%, а в отраженном пучке PR 15%, Формула изобретения

Светоделитель с коэффициентом деления мощности 1:10, состоящий из плоскопараллельной подложки с показателем преломления 1,46:1,55, с нанесенными на обе ее стороны покрытиями, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, путем однолучевого характера деления мощности, упрощения процесса изготовления и уменьшения степени поляризации, покрытие на одной стороне подложки выполнено в виде двухслойного делительного с показателями преломления и оптическими толщинами слоев, равными, считая от подложки соответственно п е =2,30 — 2,40, n H = 1,37 1,39 и Л /4, Л1 /4, где Л1 = (1,123 — 1,135) Ла, на другой — в виде трехслойного просветляющего с показателями преломления и оптическими толщинами слоев, равными, считая от подложки соответственно п н = 1,60 — 1,62, и ь = 1,90 — 2,00, n g =1,37 - 1,39 и Л2 /4, ib /

4Лг /2, где Лг = (1,280- 1,293) Ло, причем

Ло равно длине волны падающего на светоделитель излучения.

1727095

100

20

800

950

Фиг,2

Составитель А.Гуров

Редактор М.Самерханов Техред М.Моргентал

Корректор М.Кучерявая

П оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

3 аз 1277 аказ Тираж Подписное ссуд и ГКНТ СССР

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5