Интерференционно-поляризационный фильтр

Интерференционно-поляризационный фильтр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области оптического приборостроения, в частности к технике спектрального анализа, и может быть использовано для селекции 1 света данной длины волны при спектральных исследованиях. Целью изобретения является уменьшение температурной йестабильности положения полосы пропускания при ее перестройке. Между двумя частичными поляризаторами 1 и 2, установленными под углом Брюстера к оптической оси 3, размещены под тем же углом три двулучепреломляющие кристаллические пластины 4, 5 и 6 с возможностью синхронного поворота вокруг нормалей 7 к их поверхностям. Между пластинами находится иммерсионный контакт 8 с показателем преломления, приводящим к устранению многолучевой интерференции между ними.Пластина 4 делит падающую волну на две компоненты.Разность фаз между компонентами определяет состояние поляризации волны, выходящей из пластины 6. Поляризатор 2 приводит колебания обоих пучков на выходе из пластины 6 в плоскость падения. Приведены соотношения , из которых определяются толщины .пластин 5 и 6. 2 ил. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК дц 4 G 02 В 5/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3937226/24-10 (22) 06.08.85 (46) 07.01.87. Бюл. У 1 (72) Б.В. Кузнецов (53) 835.824.4 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 995052, кл. G 02 В 5/30, 24.07.8 1.

Журнал технической физики, 1979, т. 49, У 7, с. 1571. (54) ИНТЕРФЕРЕНЦИОННО-ПОЛЯРИЗАЦИОННЫИ ФИЛЬТР (57) Изобретение относится к области оптического приборостроения, в частности к технике спектрального анализа, и может быть использовано для селекции света данной длины волны при спектральных исследованиях.

Целью изобретения является уменьшение температурной нестабильности положения полосы пропускания при ее

„„SU, 1282036 А1 перестройке. Между двумя частичными поляризаторами 1 и 2, установленными под углом Брюстера к оптической оси 3, размещены под тем же углом три двулучепреломляющие кристаллические пластины 4, 5 и 6 с возможностью синхронного поворота вокруг нормалей

7 к их поверхностям. Между пластинами находится иммерсионный контакт 8 с показателем преломления, приводящим к устранению многолучевой интерференции между ними. Пластина 4 делит

1 падающую волну на две компоненты.Разность фаз между компонентами определяет состояние поляризации волны, выходящей из пластины 6. Поляризатор 2 приводит колебания обоих пучков на выходе из пластины 6 в плоскость падения. Приведены соотношения, из которых определяются толщины ,пластин 5 и 6. 2 ил.

1282036 2 пластины 4 и кристаллооптическими т- осями Z кристаллов у пластин 5 и 6 и- равен 90 се- При этом толщины дополнительных и 5 пластин 5 и 6 определяются из сооте, ношений

25

Изобретение относится к области оптического приборостроения, в час ности к технике спектрального анал за, и может быть использовано для лекции света данной длины волны пр спектральных исследованиях в физик астрофизике, астрономии, квантовой электронике и т.д.

Цель изобретения — уменьшение температурной нестабильности положения полосы пропускания при ее перестройке.

На фиг.1 изображено выполнение интерференционно-поляризационного фильтра; на фиг.2 — зависимость температурного изменения волновой разности хода АМ/ аТ одной ступени фильтра от длины волны (1 !

Фильтр содержит по крайней мере одну ступень, которая в свою очередь содержит два частичных поляризатора 1 и 2, выполненных, например, в виде стопы четырех пластин из плавленного кварца толщиной 1 мм и установленных под углом Брюстера (к бР оптической оси 3 фильтра параллельно друг другу, и размещенные между ними основную двулучепреломляющую кристаллическую пластину 4, вырезанную, например, из кристалла исланд, ского шпата параллельно кристаллоптической оси Z толщиной 11,127 мм,дополнительную двулучепреломляющую кристаллическую пластину 5, вырезанную, например, из кристалла дигицрофосфата аммония параллельно кристаллооптической оси толщиной 0,064 мм (ввиду малости толщины состоит из двух пластин, разность толщин которых равна 0,064 мм и которые ориентированы на вычитание волновых разностей хода), и вторую дополнительную двулучепреломляющую кристаллическую пластину 6, вырезанную, например, из кристалла дигидрофосфата калия параллельно кристаллооптической оси толщиной 10,531 мм, установленные под углом Брюстера к оптической оси 3 фильтра с возможностью синхроннного поворота вокруг нормалей

7 к их поверхностям, а также иммерсионный контакт 8, в качестве иммерсии которого используется жидкость

ПЭС-В с показателем преломления п = — 1,51, необходимого для устранения многолучевой интерференции между пластинами 4-6. Узел между кристаллооптической осью Z кристалла у где 1, f, t — толщины основной 4

f5 и дополнительных 5 и 6 кристаллических пластин, термооптические

1,) коэффициенты мате20 риалов 1-й пластины на 3-й длине волны, определяющие изменение волновой разности хода на 1 мм толщины при изменении температуры на 1 С.

Фильтр работает следующим образом.

30 Пучок света частично поляризуется в плоскости падения на поляризатор 1 и кристаллические пластины

4-6. Волна, поляризованная в плоскости падения, проходит без потерь, тогда как волны с другими поляризациями частично ослабляются. Волна, поляризованная в плоскости падения, разделяется в пластине 4 на две компоненты: обыкновенный и необыкновенщ ный лучи. Обыкновенный луч поляризован в главной плоскости кристалла пластины 4, а необыкновенный — в перпендикулярной к ней плоскости. В пластинах 5 и 6 обыкновенный луч становится необыкновенным, необыкновенный луч — обыкновенным, так как главная плоскость кристалла пластин 5 и 6 составляет угол 90 с главной плоскостью кристалла пластины 4.

5р Состояние поляризации, выходящей из пластины 6 волны, зависит от разности фаз между указанными компонен:тами. На выходе кристаллической пластины 6 поляризатором 2 колеба55 ния обоих пучков приводятся В плос кость падения. В результате интерференции этих пучков, минимальными по= терями обладает фильтр для света с такими длинами волн, для которых

3 1282036 пластины 4-6 суммарно являются целоволновой фазовой пластиной.

Для света с другими длинами волн имеются потери на брюстеровских поверхностях пластины 6 и поляризатора 2. Поворотом фильтра вокруг нормали к поверхностям пластин осуществляется перестройка максимумов про- пускания фильтра.

В видимой области спектра коэффициент перестройки фильтра ЙЛ/dO имеет величину порядка 30 А/град.

Измеряют изменение волновой разности хода ступени от температуры в интервале 20-40 С для трех длин волн, Ь: д„= 4861, Л = 5461 и Л

= 6563. Компенсация ступени (ьИ/ьТ=О) проводится для длины волны Л2, Как видно из кривой 9 (фиг.2), благодаря выполнению условий (1) спектральный интервал, в котором !!!1/! Т не превышает допустимой величины E =- +0,001 град " примерно равен 1000 Х. В то же время для термокомпенсированной ступени, состоящей из двух пластин (исландского шпата и дигидрофосфата аммония) с таким же значением волновой разности хода, спектральный интервал, в котоЫ

-! ром — = + О, 001 град, примерно ра6Т вен 100 А (кривая 10, фиг. 2) . !

Ступень с такой же величиной волновой разности хода, но изготовленная из одной шпатовой пластины,т.е. без термооптической компенсации,при изменении температуры в том же интервале имеет величину йМ/аТ = 0,27;

0,24, 0,20 град на длинах волн Л,, и Л соответственно.

2 одну ступень, включающую два частичных поляризатора и размещенную между ними двулучепреломляющую кристаллическую пластину, установленные под углом Брюстера к оптической оси фильтра с возможностью поворота вокруг нормалей к поверхностям пластин, отличающийся тем, что, с целью уменьшения температурной не10 стабильности положения полосы пропускания при ее перестройке, по крайней мере в одну ступень с наибольшей волновой разностью хода введено дополнительно еще две двулучепрелом15 ляющие кристаллические пластины,установленные между основной пластиной и выходным поляризатором ступени под углом Брюстера к оптической оси, фильтра с возможностью синхронного с

20 основной пластиной поворота, причем толщины дополнительных пластин определяются из соотношений р Ч1З022 Q1ZQ» Я1 Я22 Q 20

30 где В, Р, 0, — толщины основной и

1 дополнительных кристаллических пластин, Q.. — термооптические

1 J

35 коэффициенты материалов i-й пластины на j-й длине волны, определяющие изменение волно40 вой разности хода на 1 мм толщины при изменении температуры на 1 С, а угол между их кристаллооптически45 ми осями и кристаллооптической осью основной пластины равен 90 .

Формула. из обретения

Интерференционно-поляризационный фильтр, содержащий по крайней мере

Q Q +Q Q З2-Q Я ЪЗ-Q12 ЧЗ! 23 32

1282036 ооа

0000

-0005

БПЮ ЮАНЮ Я,A

Редактор М. Бланар

Заказ 7262/43 Тираж 522 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4 ф

8T

Г,Ой7

000 ХЯЮ (Рог, 2

Составитель В. Кравченко

Техред В.Кадар Корректор Е. Сирохман