Оптический фильтр

Оптический фильтр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1.. ОПТИЧЕСКИЙ ФИЛЬТР, содержащий два скрещенных поляризато ра и расположенную между ними плоскопараллельную пластинку, вырезанную из двулучепреломляющего гиротропного кристалла с изотропной точкой параллельно его оптической оси, кото-, рая, в свою очередь, ориентирована параллельно направлению поляризации одного из поляризаторов, отличающийся тем, НТО, с целью расширения функциональных возможностей путем селекции излучения трех длин волн, толщина плоскопараллельной пластинки d определяется из со4 отношения d -р- , где р - веfo личина удельного вращения плоскости поляризации в изотропной точке кристалла . 2. Фильтр по П.1, о тлич ающ и и с я тем, что, с целью повышения селективности по каждой из трех выделяемых длин волн, в него допол S нительно введены m плоскопараллель (Л ных пластинок, чередующихся с m поляризаторами , где m 1,2,3,..., причем введенные пластинки идентичны первой и ориентированы так же, как она, а соседние поляризаторы скрещены. ч 00 4

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 G 02 В 5/30

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ABTQPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2lj 3719803/24-10 (22) 04. 04. 84 (46) 07.09. 85. Бюл. У 33 (72) Л.N.Ñóñëèêîâ, З.П.Гадьмаши и В.Ю.Сливка (71) Ужгородский государственный университет (53) 535.345,6(088.8) (56) Калитеевский Н.И. Волновая оптика. М.: НаУка,; 1971, с.204-205.

Патент Франции Р 2336692, кл. G 02 В 5/20, опублик.1977.. (54)(57) 1. ОПТИЧЕСКИЙ ФИЛЬТР, содержащий два скрещенных поляризатора и расположенную между ними плоскопараллельную пластинку, вырезанную из двулучепреломляющего гиротропного кристалла с изотропной точкой параллельно его оптической оси, кото-, рая, в свою очередь, ориентирована параллельно направлению поляризации одного из поляризаторов, о т л и—

„„SU„„1177784 . A ч а ю шийся тем, нто, с целью расширения функциональных возможностей путем селекции излучения трех длин волн, толщина плоскопараллельной пластинки d определяется из со47 отношения d = — —, где у — величина удельного вращения плоскости поляризации в изотропной точке крис- талла.

2, Фильтр по п. 1, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повы-шения селективности по каждой из трех выделяемыхдлин волн,внего допол нительно введены m плоскопараллельных пластинок, чередующихся с m поляризаторами, где m = 1,2,3,..., причем введенные пластинки идентичны первой и ориентированы так же, как она, а соседние поляризаторы скрещены.

1177784 направлением поляризации элемента 2.

При этом пропускание системы 1 — 6—

2 в изотропной точке кристалла Т(7},}= — 1/3. При излучении с длинами волн, отличными от 7},, возникает линейное двулучепреломление кристалла, которое приводит к резкому уменьшению пропускания системы 1 — 6 — 2 в спектральной области вне изотропной точки.

10 Исключение составляют две длины волны и Л2, симметрично расположенные

1 по обе стороны от Зо на определенном расстоянии от нее.

Анализ спектральной характеристики фильтра показывает, что спектральное положение длин волн и определяется выражениями ! }1, }о, 1=3 ——

1 "0 о Тса

3 0Ðî

О 2 7Гal, 111 3 7}о Ро о

1/2 1 7о

Изобретение относится к оптическому приборостроечию и может быть использовано в приборах, предназначенных для монохроматизации падающего излучения, селекции света определенной длины волны, в квантовой электронике, астрофизике, космических системах связи, в устройствах .контроля чистоты окружающей среды и.в других областях прикладной оптики, где требуется получение излучения высокой степени монохроматизации.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем селекции излучения трех длин волн, а также повышение селективности по каждой из трех выделяемых длин волн.

На фиг.1 гредставлена.оптическая схема фильтра; на фиг.2 — спектр пропускания фильтра.

Оптический фильтр состоит из (m+2), где m = 1,2,3..., последовательно расположенных поляризаторов 25

1-5, между которыми размещены (ш+1) плоскопараллельных пластинок 6-9, каждая из которых имеет толщину d, оп- .

4п р е деля емую формулой d = — — — —, 510 Зо где у — величина удельного врашения .го плоскости поляризации в изотропной точке кристалла. . Пластинки 6-9 изготовлены из двулучепреломляющего гиротропного

35 кристалла одного состава, обладающего изотропной точкой,3 . Оптическая .ось всех этих пластинок лежит в плоскости пластинок и устанавливается параллельно или перпендикулярно направлению поляризацииполяризатора 1, При этомчетные попорядку поляризаторы

2 и4 устанавливаются в скрещенное положение по отношению к нечетным.

Фильтр работает следующим образом.

Излучение, падающее на поляризатор 1, после его прохождения становится поляризованным параллельно направлению поляризации этого элемента.

Поскольку толщина пластинки 6 равна

4й

d = --— — —, плоскость поляризации

59о излучения с длиной волны 3 после прохождения этой пластинки оказывает%u ся повернутой на угол — — относи5 55 тельно направления поляризации эле}

Ti мента 1 и составляет угол — — с (d 1 где о = /}1 — скорость измедо =о нения линейного двулучепреломления

dn кристалла при прохождении через изотропную точку. (1}

Полуширина а h«каждой из трех выделяемых линий на выходе поляризатора 2 равна

Выражение (2 ) определяет селективность фильтра, состоящего из элемен-! тов 1- 6 — 2. Заметим, что она в

4 — 2 31 раз превышает селектив}Д 9 ность известного фильтра.

Таким образом, спектр пропускания системы 1 — 6 — 2 состоит из .трех равноотстоящих линий, локализованных на длинах волн 71„, Д и Д . Излучение этого спектрального состава падает на кристаллическую пластинку 7, которая оказывает на это излучение такое же воздействие, как и пластинка б. В результате после прохождения системы 1-6-2-7-3 спектральный состав излучения не изменяется. Однако полуширина каждой линии уменьшается и становится равной аЛ = — -(1 — — -) — — - (3) (2 } 3 1 1оРо

«2 2,Г ЙОС раз превышает селективность фильтра„ состоящего из двух поляризаторов 1

2 и 2 и одной пластинки 6 и в

Л (1-1/ОГ

= 3,94 раз превышает селективность известного фильтра.

В общем случае после прохождения системы из (m+2) поляризаторов и (m+1) пластинки спектр пропускания фильтра характеризуется тремя линиями, локализованными на длинах волн 7(„, Л и Л „ полуширина каждой из которых составляет лективность известного фильтра.

Пример 1.Рассмотрим оптичес кий фильтр, состоящий из двух скрещенных поляризаторов и расположенной между ними плоскопараллельной крис- 35 таллической пластинки, вырезанной паСоставитель В.Кравченко

ТехредЖ.Еастелевич Корректор И 11Уска

Редактор О.Юрковецкая

Заказ 5551/47 Тираж 526

ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул.Проектная,4

Это означает, что селективность фильтра, состоящего из трех поляризаторов 1-3 и двух кристаллических

1 пластинок 6 и 7 в, "- 1,71 2(1- У2)>

1 раэ превышает селективность фильтра, состоящего из двух поляризаторов и одной пластин2 ки, и в = — — /-,„ раз — се 2

1177784

4 раллельно оптической оси из монокристалла тиогаллата серебра А8СаБ

Тиогаллат серебра — одноосный гиротропный кристалл, характеризующийся следующими параметрами: Л,= 4974 Е, 522 град/мм, о(= 1,87 10 А

Толщина кристаллической пластинки

4Т!

d = — — = 0,276 мм. Указанный фильтр

5 выделяет три спектральные линии, локализованные на длинах волн

= 4962 Х, Л = 4974 А, Л = 4986 А.

Полуширина каждой линии или селективность фильтра по каждой из линий о согласно выражению (2)И / = 5,8 А;

Пример 2. Рассмотрим оптический фильтр, в котором тп = 1, т.е. состоящий из трех поляризаторов и двух пластинок, изготовленных из того же кристалла AgGaS<, и расположенных между поляризаторами. Толщина каждой пластинки d = 0,276 мм. Такой фильтр выделяет такие три линии, как и в примере 1, однако полуши25 pHHB KBKpOH JIHHHH составляет Л/ =

= 3,4 А. Таким образом, селективность фильтра, в котором ш = 1, в

1,71 раз превышает селективность фильтра с одной пластинкой.

Селективность известного фильтра, ! который выделяет одну линию на длине волны Ло !составляет 13,4 3.. Таким образом, селективность фильтра по примеру 1 в 2,31 раз превьппает селективность известного, а Ito примеру 2 - в 3,94 pas.