Светоделитель с коэффициентом деления мощности 1:20

 

Изобретение относится к оптическим элементам на основе многослойных интерференционных покрытий и может быть использовано в приборостроении, лазерной технике и т.п. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем однолучевого характера деления мощности, упрощение процесса изготовления и уменьшение степени поляризации. Светоделитель состоит из подложки с попадателем преломления 1,48-1,55, на обе стороны которой нанесены трехслойные интерференционные покрытия. На одной стороне покрытие выполнено делительным с показателями преломления и оптическими толщинами слоев, равными, считая от подложки, соответственно пн 1,37-1,39, пь 1,90- 2,00, пн 1,37-1,39 и Ai /4, Ai/4,Ai/4, где AI (1,112-1,124) АО .. На другой стороне покрытие выполнено просветляющим с показателями преломления и оптическими толщинами слоев, равными, считая от подложки , соответственно п ц 1,60-1,62, пь 1,90-2,00, пн 1,37-1,39 и А2/4.А2/2, А2/4, гдеА2 (1,280-1,293) АО, гдеАо-длина волны падающего на светоделитель излучения. 2 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 02 В 5/28

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4739442/10 (22) 21.09.89 (46) 15.04.92. Бюл. N. 14 (71) Горьковский научно-исследовательский приборостроительный институт (72) Ю.М.Грязнов, Н.П.Морозов, А.В.Ванякин, В.Л.Спирин и В.Н,Гаврилов (53) 535,345.67(088.8) (56) Патент Ф РГ N. 3007049, кл. G 02 В 5/28, 1982.

Авторское свидетельство М 1542277, кл. G 02 В 5/28, 1988. (54) СВЕТОДЕЛИТЕЛЬ С КОЭФФИЦИЕНТОМ ДЕЛЕНИЯ МОЩНОСТИ 1;20 (57) Изобретение относится к оптическим элементам на основе многослойных интерференционных покрытий и может быть использовано в приборостроении, лазерной технике и т.п, Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем однолучевого характера деления мощности, Изобретение относится к оптическим элементам на основе многослойных интерференционных покрытий и может быть использовано в приборостроении, лазерной технике и т.п.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем однолучевого характера деления мощности, упрощение процесса изготовления и уменьшение степени поляризации.

На фиг. 1 изображен предлагаемый светоделитель; на фиг. 2 приведена его спектральная характеристика.

Конструкция светоделителя с коэффициентом деления мощности 1:20 практически реализована нанесением в вакууме Ж 1727096 А1 упрощение процесса изготовления и уменьшение степени поляризации..Светоделитель состоит иэ подложки с попадателем преломления 1,48-1,55, на обе стороны которой нанесены трехслойные интерференционные покрытия. На одной стороне покрытие выполнено делительным с показателями преломления и оптическими толщинами слоев, равными, считая от подложки, соответственно п = 1,37-1,39, пь = 1,90—

2,00, пн =1,37 — 1,39 иih/4,Л1/4,Л1/4, где 4 (1,112-1,124) Л . На другой стороне покрытие выполнено просветляющим с показателями преломления и оптическими толщинами слоев, равными, считая от подложки, соответственно и и = 1,60-1,62; nb

= 1,90 — 2,00, п = 1,37 — 1,39 иЛг/4,Лг/2, Лг/4, где Лг = (1,280 — 1,293), где Л< — длина волны падающего на светоделитель излучения.

2 ил. С делительного и просветляющего покрытий в установке вакуумного напыления

УРМ.3.279.060 на две стороны плоской подложки из оптического стекла К8 размерами

6х8х1 мм. Изготовленный светоделитель был рассчитан для работы под углом падения излучения 45 в интервале длин волн с центром на i4 = 850 нм, Делительное по- . крытие выполнялось на основе трех чередующихся слоев из MgF2 и 2гОг, причем пленки М9Рг наносились на подложку первыми. Все три слоя делительного покрытия имели оптическую толщину 4/4, где Л1=

945-955 нм. Просветляющее покрытие выполнялось на основе пленок А!гОЗ, 2гОг и

MgFz, причем пленки А!гОз.наносились на

1727096

55 подложку первыми, а пленки М9Р граничили с воздухом. Оптическая толщина пленок

AlzOgи MgF2 была равна Л /4, пленки Zr02Лг /2. Здесь Лг= 1088 — 1099 нм.

При температуре нанесения 150 С пленки Mg F2, AlzOa и Zr02 имели показатели преломления 1,38, 1,61 и 1,95 соответственно. Экспериментальные спектры пропускания S- u P-поляризацией излучения, падающего под углом 45 на созданный таким образом светоделитель, 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 (Ts + Tp)/2

= 95,2 + 1%, т.е. делитель с хорошей точностью делит мощность падающего на него излучения в соотношении 1:20. При этом степень поляризации прошедшего через светоделитель излучения не превышает 1 .

Таким образом, изготовлен неполяризующий светоделитель с коэффициентом деления мощности P:Ò = 1:20, работающий в достаточно широком диапазоне длин волн с центром на Ло = 850 нм. Конструкция делителя, 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 — 950 нм, может быть использован для деления мощности излучения с центральной длиной волны i4 =

850 нм как отлазерного источника, имеющего спектральную ширину,< 10 нм, так и от светодиода, обладающего спектральной шириной = 100 нм. Такие светоизлучающие диоды и полупроводниковые лазеры широко используются в волоконно-оптических линиях связи и соответствующей контрольноизмерительной аппаратуре.

Положительный эффект от использования светоделителя заключается в следующем:

Светоделитель имеет более широкий рабочий диапазон длин волн (т.е. диапазон длин волн, в котором сохраняются коэффициентделения 1:20 и малая степень поляризации) ЛЛ = (0,93 — 1,03)4, где i4—

50 центральная длина волны рабочего диапазона.

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 фоточувствительности области, — использовать делитель для разветвления мощности в интегрально-оптические и волоконные световоды, а также на другие делители и линзы.

Упрощается технология изготовления делителя.

Для изготовления делителя необходимо нанести на плоскую подложку только шесть слоев.

Уменьшается степень поляризации делителя.

У светоделителя в широком спектральном диапазоне ЬЛ = (0,90-1,10) 4> степень поляризации в проходящем пучке Рт 2%. а в отраженном пучке Ря 25 .

Формула изобретения

Светоделитель с коэффициентом деления мощности 1:20, 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 трехслойным делительным с показателями преломления и оптическими толщинами слоев, равными, считая от подложки, соответственно пн = 1,37 — 1,39, nb = 1,90-2,00, пн

= 1,37-1,39 и Л1 /4,Л1/2, Л1 /4,где Л1 (1,112 — 1,124) 2, на другой стороне — трехслойным просветляющим с показателями преломления оптическими толщинами слоев равными, считая от подложки, соответственно пн = 160 — 162, nb = 190 — 200, пн =

1,37-1,39 и Л /4, Л /4, Лг /4, где Л (1,280-1,293) 5,,причем Ло равно длине волны падающего на светоделитель излучения.

1727096

llZ.

172709б

750 800 850 900 950 Я,нм

3ц22

Составитель А.Гуров

Редактор Г.Мозжечкова Техред М.Моргентал Корректор С.Л ыжова

Заказ 1278 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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