ПОЛОСОВОЙ ФИЛЬТР Российский патент 1994 года по МПК G02F1/09 

Изобретение относится к оптоэлектронике, в частности к фильтрации ИК-излучения с помощью материалов с регулируемой прозрачностью.

Известны устройства, которые осуществляют фильтрацию излучения при приложении электрического поля [1] . Прикладывая напряжение к пластине из электрооптического материала, изменяют диапазон длин волн света, проходящего через пластину. Недостатком фильтров с электрическим управлением является сложность в изготовлении надежных электрических контактов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является магнитооптический фильтр излучения [2], управляемый магнитным полем, состоящий из поляризатора, магнитоактивного элемента из многослойной пленки Bi-содержащего граната (или пластины ортоферрита), обладающего высокой магнитооптической добротностью и сильной дисперсией фарадеевского вращения, источник магнитного поля, анализатор.

Однако использование в известном устройстве пленки (тонкой пластины) феррита с постоянным фарадеевским вращением в среднем ИК-диапазоне и квадратичной петлей гистерезиса существенно ограничивает спектральный диапазон видимой областью и не позволяет плавно изменять интенсивность на выходе фильтра.

Цель изобретения - обеспечение узкополосной фильтрации с регулируемой выходной интенсивностью в среднем ИК-диапазоне.

Цель достигается тем, что в известном устройстве, содержащем источник управляющего магнитного поля и соосно установленные поляризатор, магнитоактивный элемент и анализатор, магнитоактивный элемент выполнен из магнитной полупроводниковой шпинели, например HgCr₂Se₄, обладающей высокой магнитооптической добротностью, сильной дисперсией фарадеевского вращения и скачком поглощения в области длин волн, меньших заданной длины волны максимума фильтра, а источник магнитного поля выполнен в виде броневого сердечника, обладающего высокими значениями намагниченности насыщения и магнитной проницаемости. Магнитоактивный элемент помещается в зазор броневого сердечника. Магнитоактивный элемент может быть составным таким образом, что слой из магнитной полупроводниковой шпинели оптически контактирует со слоями прозрачного магнетика, например ЖИГ (железоиттриевого феррита - граната Y₃Fe₅O₁₂).

На чертеже приведен схематично полосовой фильтр в разрезе.

Фильтр содержит соосно установленный поляризатор 1, магнитоактивный элемент 2, выполненный из магнитной полупроводниковой шпинели или составным так, что слой из магнитной полупроводниковой шпинели размещен в оптическом контакте со слоями прозрачного магнетика, анализатор 3, броневой сердечник 4, в зазоре 5 которого помещен магнитоактивный элемент 2, управляющую катушку 6 броневого сердечника.

Полосовой фильтр работает следующим образом. Пропускание тока через управляющую катушку 6 приводит к намагничиванию броневого сердечника 4, который намагничивает магнитоактивный элемент 2 со специально подобранными в соответствии с заданной длиной волны максимума полосы фильтра, спектральной зависимостью коэффициента поглощения и толщиной. Появление у элемента 2 намагниченности вдоль направления распространения света вызывает за счет эффекта Фарадея поворот плоскости поляризации линейно поляризованного поляризатором 1 излучения, которое затем преобразуется анализатором 3 в изменение интенсивности света. Оптически контактируемые с магнитной полупроводниковой шпинелью слои прозрачного магнетика делают магнитную шпинель однородно намагниченной, вследствие чего сужается полоса пропускания фильтра. Плавная регулировка тока управляющей катушки плавно изменяет интенсивность излучения на выходе фильтра.

Использование: изобретение относится к оптоэлектронике, в частности к фильтрации ИК-излучения. Полосовой фильтр содержит соосно установленные поляризатор, магнитоактивный элемент и анализатор, источник управляющего магнитного поля. Магнитоактивный элемент выполнен из магнитной полупроводниковой шпинели, обладающей скачком поглощения в области длин волн, меньших заданной длины волны максимума фильтра, и помещен в зазор броневого сердечника, являющегося источником магнитного поля. Магнитоактивный элемент может быть выполнен составным таким образом, что слой из магнитной полупроводниковой шпинели оптически контактирует со слоями прозрачного магнетика. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. ПОЛОСОВОЙ ФИЛЬТР, содержащий источник управляющего магнитного поля, соосно установленные поляризатор, магнитоактивный элемент и анализатор, отличающийся тем, что, с целью обеспечения узкополосной фильтрации с регулируемой выходной интенсивностью в среднем ИК-диапазоне, магнитоактивный элемент выполнен из магнитной полупроводниковой шпинели, обладающей скачком поглощения в области длин волн, меньших заданной длины волны максимума фильтра, источник магнитного поля выполнен в виде броневого сердечника с управляющей катушкой, а магнитоактивный элемент размещен в зазоре броневого сердечника. 2. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что магнитоактивный элемент выполнен составным так, что слой из магнитной полупроводниковой шпинели размещен в оптическом контакте со слоями прозрачного магнетика. 3. Фильтр по п.2, отличающийся тем, что слой прозрачного магнетика выполнен из железо-иттриевого феррита-граната.