Интерференционный отрезающий фильтр

Интерференционный отрезающий фильтр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫЙ ОТРЕЗАЮЩИЙ ФИЛЬТР, содержащий подложку с расположенными на ней элементарными равнотолщинными зеркалами из чередующихся слоев материалов с высоким и низким показателями преломления и разделительным слоем между ними, причем крайние слои эле.ментарных 3epKavT выполнены из материала с низким показателе.м преломления , отличающийся тем, что, с целью расщирения зоны подавления без снижения коэффициента пропускания в рабочей обУ777// ласти спектра, подложка выполнена из монокристалла теллурида кадмия, легированного железам с концентрацией

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК зьи G 02 В 5/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<;Риг. 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) .3550735/18-10 (22) 14.02.83 (46) 15.07.84. Бюл. ¹ 26 (72) А. В. Савицкий, В. Д. Введенский, Н. Ф. Макаров, Е. Г. Столов и P. Д. Иванчук (53) 535.345.67 (088.8) (56) 1. Фурман Ш. А. Тонкослойные оптические покрытия. Л. »Машиностроение», 1977, с. 32.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 3387317/18-10, кл. G 02 В 5/28. (54) (57) ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫИ" ОТРЕЗАЮЩИЙ ФИЛЬТР, содержащий подложку с расположенными на ней элементарными равнотолщинными зеркалами из чередующихся слоев материалов с высоким и низким показателями преломления и разделительным слоем между ними, причем крайние слои элементарных зеркал выполнены из материала с низким показателем преломления, отличающийся тем, что, с целью расширения зоны подавления без снижения коэффициента пропускания в рабочей обÄÄSUÄÄ 1103179 ласти спектра, подложка выполнена из монокристалла теллурида кадмия, легированного железам с концентрацией (5,0 — 5,8).

10 см, а между подложкой и первым элементарным зеркалом введены два согласующих слоя, первый из которых, прилегающий к подложке, выполнен из материала с низким показателем преломления и оптической толщиной (0,020 — 0,025) Я р, а второй — из материала с высоким показателем преломления и оптической толщиной (0,08 — 0,09)Яр, а со стороны воздуха введены еще два согласующих слоя, первый из которых, прилегающий к элементарному зеркалу, выполнен из материала с низким показателем преломления и оптической толщиной (0,03 — 0,04)Яр, а второй соответственно из материала с высоким показателем преломления и оптической толщиной (0,05-—

0,07)Лр, при этом разделительный слой выполнен из материалз с высоким показателем преломления с оптической толщиной (0,10—

0,12) Лр, где Я p — длина волны, соответствующая середине рабочей области спектра.

1103179

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а конкретно к многослойным интерференционным оптическим фильтрам. Такие фильтры находят широкое применение в разнообразных оптических приборах: микроскопах, спектрофотометрах, квантовых генераторах и т. п. Они используются для выделения излучения заданной длины волны, разделения потока излучения в несколько оптических каналов и т. п.

Известен интерференционный отрезающий фильтр, содержащий подложку с расположенным на ней многослойным интерференционным покрытием, которое содержит несколько элементарных равнотолщинных зеркал из чередующихся слоев материалов с высоким и низким показателями преломления, зоны высокого отражения которых смещены и перекрываются (1).

Однако для получения фильтров с широкой зоной подавления необходимо применять интерференционное покрытие с большим числом слоев. Например, фильтр с рабочей областью 10 — 15 мкм, не пропускающий излучение спектрального интервала (8 мкм, выполненный на основе трех(Sh> 5 q) и фтористого стронция (SrF>), содержит многослойную интерференционную систему из ?О слоев.

Наличие больи ого количества слоев приводит к снижению коэффициента пропускания фильтров в рабочей области спектра из-за наличия рассеяния в слоях и, кроме того, резко усложняет технологию их изготовления.

Наиболее близким к предлагаемому является интерференционный отрезающий фильтр, содержащий подложку с расположенными на ней элементарными равнотолгци н ны ми зеркалами из чередующихся слоев материалов с высоким и низким показателями преломления и разделительным слоем между ними, причем крайние слои элементарных зеркал выполнены из материала с низким показателем преломления (2)„

Недостатком известного фильтра является сравнительно небольшая зона подавления, расширение которой приводит к увели;ению количества элементарных зеркал, а следовательно к увеличению потерь и снижению коэффициента пропускания в рабочей области спектра.

Бель изобретения — - расширение зоны подавления без снижения коэффициента пропускания в рабочей области спектра.

Указанная цель:,îñòèãàåòñÿ тем, что в интерференционный отрезающий фильтр, содержащий подложку с расположенными на ней элементарными равнотолгцинными зеркалами из чередующихся слоев материалов с высоким и низким показателями преломления и разделительным слоем между ними, причем крайние слои элементарных зеркал выполнень1 из материала с низким показателем преломления, подложка выполнена из монокристалла теллурида кадмия, легированного железом с концентрацией (5,0—

5,8) ° 10" см, а между подложкой и первым элементарным зеркалом введены два согласующих слоя, первый из которых, прилегающий к подложке, выполнен из материала с низким показателем преломления и оптической толщиной (0,020 — 0,25)Яр, а второй — из материала с высоким показателем преломления и оптической толщиной (0,08 — 0,09) Я р, а со стороны воздуха вве10 дены еще два согласующих слоя, первый из которых, прилегающий к элементарному зеркалу, выполнен из материала с низким показателем преломления и оптической тол,щиной (0,03 — 0,04 ) ф а второй соответственно из материала с высоким показателем преломления и оптической толщиной (0,05—

0,07) лр,„при этом разделительный слой выполнен из материала высоким показателем преломления с оптической толщиной (0,10—

0,12) д р, где д р — длина волны, соответ20 ствующая середине рабочей области спектра.

При этом отношение оптических слоев первого и второго элементарных зеркал выбирается равным

25 ф 0,5 (1- Ягодою (г)в + пн

4 1+4 аг1(" "" ) ьв + пя где п и rl — показатели преломления сло ев материалов с высоким и низким показателем преломления.

З0 На фиг. 1 изображена конструкция данного фильтра; на фиг. 2 — спектральная характеристика одного из фильтров данной конструкции.

Данный интерференционный отрезающий фильтр содержит подложку 1, согласующие слои 2 и 3, элементарное зеркало 4, согласующий слой 5, элементарное зеркало

6 и согласующие слои 7 и 8 (слой с высоким показателем преломления заштрихованы) .

40 Эффект уменьшения числа слоев достигается за счет того, что подложка из теллурида кадмия, легированного железом, обладает примесным поглощением в интервале длин волн 2,8 мкм (Д - 5,4 мкм. Поэтому спектральная область, в которой необ45 ходимо осуществлять гашение за счет интерференционного покрытия, сокращается и соответственно уменьшается число слоев в покрытии.

Число слоев в элементарных зеркалах

50 изменяется в интервале 9 — 17 в зависимости от требуемого уровня коэффициента пропускания в зоне подавления (чем больше число слоев в элементарном фильтре и чем боль ше пв/n„, тем ниже коэффициент пропускания в зоне подавления). Значения пв и п„

55 могут находиться в интервалах 2,1 «< пв 2,7;

1,30 п„ 1,50. На фиг. 2 изображены спектральные зависимости коэффициентов пропускания данного интерференционного от1103179

1,93

2,6

2,6

1,93

1,35

0,30

1,35

1,93

2,6

1,09

2,6

1,93

1,35

0,77

1,35

1, 9.3

2,6

0,77

2,6

1,93

1,35

0,77

1,35

1,93

2,6

0,77

2,6

0,77

1,93

1,26

1,35

2,6

1,93

0,77

2,6

1,93

1,35

0,77

1 35

0,40

1,35

0,77

2,6

0,67

1,35

0,77

1,0

2,6

1,35

1,93

1,35

13 резающего фильтра, оптические толщины слоев которого представлены в таблице (криСредами с номерами 0 и 26 в таблице обозначены подложка и воздух соответственно.

Как видно из графика, данный фильтр обладает лучшими оптическими показателями.

Данный интерференционный отрезающий вая 1), и известного фильтра из тех же веществ, содержащего 48 слоев (кривая 2). фильтр позволяет значительно расширить зону подавления без снижения коэффициента пропускания в рабочей области спектра, что значительно расширит область его практическогоо использования.

1103179

T)% юо

12

óèã. 2

/6 Я, ил м

Составитель И. Осташенко

Техред И. Верес Корректор И. Муска

Тираж 497 Подписное

Редактор Л. Авраменко

За каз 4975/35

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4