Регулятор интенсивности рассеяния света

Регулятор интенсивности рассеяния света

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Применение резонатора ФабриПеро в качестве регулятора интенсивности рассеяния света оптическими системами.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4(51) С 02 В 11/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н aRTOPCtlQMY СВИдатЕЛЬСтви

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 357032?/24-10 (22) 29. 11.82 (46) 30.03.85. Бюл. В 12 (72) И.Н. Либенсан, В, Г. Дорофеев, В.С. Макин и С.д. Пудков (53) 535.87(088.8) (56) 1. Physical Review, v. 165, В 3, 1968, р. 755-764.

2. Applied Optics, v. 19, У 16, 1980, р. 2842-2847..

3. Калитеевскнй Н.И., Волновая оптика. N., "Наука", 1971, с. 202205.

ÄÄSUÄÄ 1147916 А (54) РЕГУЛЯТОР ИНТЕНСИВНОСТИ РАССЕЯНИЯ СВЕТА (57) Применение резонатора фабриПеро в качестве регулятора интенсивности рассеяния света оптическими системами.

1147916

Изобретение относится к оптике и может быть использовано, например, при изготовлении высококачественных зеркал с низким коэффициентом рассеяния света, дифракционных ответви- 5 телей, дифракционных решеток с высоким коэффициентом преобразования, при изготовлении зеркал рентгеновского диапазона спектра, для повышения лучевой прочности зеркал с много-10 слойными диэлектрическими покрытиями и т.д.

Известны технологические решения для изменения интенсивности рассеяния света на поверхности конденсиро- 15 ванных сред, например способ уменьшения интенсивности рассеяния света металлическими поверхностями, включающий создание на них гладкого микрорельефа с малой (порядка 20 нескольких Ангстрем) среднеквадратичной высотой шероховатостей Я .

Известно также устройство для увеличения интенсивности направлейного светорассеяння, содержащее 25 металлическую подложку с выполненной íà ее поверхности дифракционной решеткой f2) .

Недостатком этих решений является невозможность эффективного управ- щ ления интенсивностью светорассеяния, значение которой определяется микрогеометрией поверхности тела, сформированной в процессе обработки.

Кроме того, черзвычайно сложен и трудоемок процесс получения достаточно гладких поверхностей, имеющие малые коэффициенты светорассеяния, а также дифракционных решеток с заданным профилем штрихов.

Известы также открытые резонаторы (или интерферрометры) Фабри-Перо, выполненные в виде двух взаимно параллельных отражающих поверхностей, принцип действия которых основан на интерференции света при его многократном отражении от этих поверхностей с образованием стоячих волн j3J .

Резонаторы .Фабри-Перо широко используются в оптике в качестве лазерных резонаторов или для управления коэффициентами пропускания и зеркального отражения света оптическими элементами.

Цель изобретения — регулирование интенсивности светорассеяния на поверхности конденсированных сред.

Поставленная цель достигается применением резонатора Фабри=Перо в качестве регулятора интенсивности рассеяния света оптическими системами.

Достижение положительного эффекта стало возможным благодаря зависимости интенсивности рассеяния света на реальных поверхностях резонатора

Фабри-Перо от его параметров (показателя преломления и толщины).

Интенсивность и индикатрисса рассеяния света на границе раздела сред (например, на границе воздух — металл) зависят от микрогеометрин поверхности раздела и оптических постоянных контактирующих сред. Интегральная по углам интенсивность рассеяния тем больше, чем выше отражательная способность рассматриваемой поверхности при неизменной микрогеометрии, поскольку при этом большая доля падающего светового потока преобразуется в рассеянное излучение. В то же время экспериментально обнаружено н объяснено теоретически, что при отражении света от слоистой системы, представляющей собой резонатор Фабри-Перо, реализуется полностью противоположная ситуация: чем выше коэффициент отражения такой системы, тем меньше интенсивность рассеяния и наоборот. Физическая сущность обнаруженного эффекта состоит в том, что в слоистых системах интенсивность рассеянного излучения определяется интерференцией падающего и зеркального компонентов отраженного излучения, многократно переотражающегося от границ системы. Эффективность преобразования падающего излучения в рассеянное повышается, когда электрические поля падающего и зеркально отраженного света синфазны (т.е. складываются). Зто характерно, например, для антиотражающих (просветляющих) интерференционных покрытий с малым коэффициентом отражения.

Внутри отражающих покрытий, напротив, соответствующие поля вычитаются, что приводит к понижению интенсивности рассеяния света системой.

Таким образом, применение резонатора Фабри-Перо позволяет, в зависимости от его толщины и коэффициента преломления, увеличивать или уменьшать коэффициент рассеяния свега. При этом для получения макси16

Таким образом, по сравнению с

2п известными техническими решениями использование изобретения позволяет .

:в широком диапазоне изменять интенсивность рассеяния света на поверхности конденсирования сред без изменения их микрорельефа, допускает создания оптических элементов (в том числе металлоптики) с низким коэффициентом рассеяния монохроматического счета, характерным для супергладких поверхностей, и делает возможным создание дифрационных решеток и ответвителей с варьируемым коэффициентом преобразования.

Составитель В. Кравченко

Редактор М. Веселова Техред Т.Маточка Корректор О. Тигор

Заказ 1562/34 Тираж 526 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная,. 4

3 11479 мального рассеяния необходимо реализовать слой, обеспечивающий минимальное отражение, и наоборот. Методика расчета таких слоев широко известна из теории физической оптики. 5

Резонатор Фабри-Перо может быть образован интерференционным покрытием, наносимым на рабочую поверх, ность оптического элемента; интерференционной пластиной, на поверх- 1п ность (поверхности) которой наносят,ся рабочие элементы (например, напыляется зеркало или создается,дифракционная решетка); самими рабочими поверхностями оптических элементов и т.д. Положительный эффект может быть достигнут лишь при совершенной технологии нанесения покрытий: покрытие должно быть сплошным, а разнотолщинность не превышать (О, 1,... ...0,3) At4q.

Пример. На поверхности медного зеркала создавали резонатор

Фабри-Перо путем выращивания окисных пленок различной толщины. Толщина выращенной пленки определялась по значению коэффициента отражения на ф = 0,63 мкм. Для измерения коэффициента рассеяния на длинах волн

0,63 и 10,6 мкм использова. пся фотометрический шар: зеркальный компонент отраженного светового потока выводился из шара через специально подобранное отверстие, а рассеянный свет попадал на поверхность шара, что позволяло измерять его интенсивность. Измерения показали, что интенсивность рассеяния при образовании на поверхности меди четвертьволновой (антиотражающей) окисной пленки в 2-2,5 раза превышает соответствующую величину для полуволновой пленки. Значительно больший диапазон изменений коэффициента рассеяния можно получить путем, например, напыления на металл диэлектрических пленок с высоким показателем преломления (и > 2-3) в условиях, обеспечивающих неизменность микрогеометрии поверхности металла.