СВЕТОФИЛЬТР Российский патент 1998 года по МПК G02B5/24 

Изобретение относится к области оптической техники, а именно к светофильтрам.

Из патентной литературы известно техническое решение, в котором светофильтр содержит заполненную фильтрующим веществом кювету с плоскопараллельными стенками, выполненную из кварца [1].

Недостатком этого технического решения является малая угловая апертура.

Наиболее близким из известных технических решений является выбранный в качестве прототипа светофильтр, представляющий собой заполненную жидкостью герметичную кювету, внутренние стенки которой образованы прозрачными призмами [2].

Недостатком этого технического решения является также малый обзор и незначительная защита от мощного лазерного излучения.

Задачей, на которое направлено данное техническое решение, является увеличение обзора, расширение угловой апертуры и обеспечение использования светофильтра для защиты глаз наблюдателя и оптико-электронных приборов от мощного лазерного излучения.

Указанная цель достигается тем, что светофильтр, представляющий собой заполненную жидкостью герметичную кювету, внутренние стенки которой образованы прозрачными призмами, снабжен двумя установленными параллельно друг другу подложками, на внутренних поверхностях каждой из которых гипотенузной гранью к прозрачной подложке вплотную друг к другу ребрами закреплены по меньшей мере две призмы с образованием между катетными гранями расположенных на противоположных прозрачных подложках призм постоянного зазора, заполненного жидкостью, содержащей поглощающие лазерное излучение центры, причем слой жидкости имеет компенсационный объем.

Изобретение поясняется чертежом, где представлено поперечное сечение светофильтра.

Светофильтр, представляющий собой заполненную жидкостью 1 герметичную кювету, внутренние стенки которой образованы прозрачными призмами 2, снабжен двумя установленными параллельно друг другу подложками 3, на внутренних поверхностях каждой из которых гипотенузной гранью к прозрачной подложке вплотную друг к другу ребрами установлено по меньшей мере две призмы с образованием между катетными гранями расположенных на противоположных прозрачных подложках призм постоянного зазора 4, заполненного жидкостью, содержащей поглощающие лазерное излучение центры, причем слой жидкости имеет компенсационный объем.

Светофильтр при установке двух и более призм на каждую из прозрачных подложек становится многосекционным.

Кювета выполнена из оптического стекла-кварца, обладающего высокой механической прочностью в широком интервале температур, оно не гигроскопично, устойчиво к воздействию воды и кислот, имеет высокую радиационно-оптическую устойчивость.

Постоянный зазор достигается калиброванной прокладкой по периметру соединяемых поверхностей. Прокладка имеет два отверстия для заливки через одно из них жидкости и выпуска через другое воздуха. Прокладка должна быть эластичной, поскольку имеет резко отличный от кварца коэффициент термического расширения, поэтому может быть изготовлена из полимера типа поливинилбутироля. Величина зазора обусловлена толщиной слоя рабочей жидкости, который выбирается, согласуясь с требуемой чувствительностью светофильтра и коэффициентами экстинкции растворенных в жидкости ионов. По периметру кюветы накладывается слой герметика-клея таким образом, чтобы в верхней части светофильтра, напротив заливочных отверстий в прокладке, оставалась узкая свободная зона для заливки рабочей жидкости, которая закрывается после заполнения зазора жидкостью. При заполнении зазора следует оставлять пузырек воздуха для компенсации избыточного давления в момент парообразования, а также с целью компенсации температурного объемного расширения жидкости. Величина пузырька рассчитывается, исходя из указанных целей компенсации для удаления пузырька из поля зрения. В верхней части светофильтра может быть предусмотрена полость для его локализации.

Мощный световой поток при прохождении через светофильтр попадает на наклонную катетную грань, являющуюся стенкой кюветы. При взаимодействии с жидкой средой световой поток или проходит через нее, не отклонятся, так как коэффициенты преломления стекла и жидкости близки, или, если мощность светового потока выше определенного порога, отклоняется от этой гипотенузной грани в сторону за счет сильного различия коэффициентов преломления стекла и образующего парового пузырька. Таким образом достигается защитный эффект светофильтра. Узлы призм 1 рассчитаны таким образом, чтобы угол отражения (апертура) каждой из катетных граней призмы перекрыл угол отражения второй катетной грани этой же призмы. При многосекционности сочетание нескольких призм, расположенных вплотную друг к другу, обуславливает перекрывание углов отражения каждой из граней всех призм, что и позволяет расширить апертуру светофильтра в целом.

Благодаря такому выполнению светофильтра обеспечивается увеличение обзора, расширение угловой апертуры светофильтра и использование светофильтра для защиты глаз наблюдателя и оптико-электронных приборов от мощного светового излучения, в т.ч. импульсного.

Источники информации.

1. Авторское свидетельство СССР N 389483, кл. С 02 B 5/24, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР N 393717, кл. C 02 B 5/28, 1971.

Светофильтр содержит заполненную жидкостью герметичную кювету, с двумя установленными параллельно друг другу подложками. На внутренних поверхностях каждой из призм гипотенузной гранью к прозрачной подложке вплотную друг к другу ребрами закреплены по меньшей мере две призмы. Между катетными гранями, расположенных на противоположных прозрачных подложках призм, образован зазор. Зазор заполнен жидкостью, содержащей поглощающие лазерное излучение центры. Слой жидкости имеет компенсационный объем. Светофильтр обеспечивает расширение обзора и защиту от мощного излучения. 1 ил.

Светофильтр, представляющий собой заполненную жидкостью герметичную кювету, внутренние стенки которой образованы прозрачными призмами, отличающийся тем, что он снабжен двумя установленными параллельно друг другу подложками, на внутренних поверхностях каждой из которых гипотенузной гранью к прозрачной подложке вплотную друг к другу ребрами закреплены по меньшей мере две призмы с образованием между катетными гранями расположенных на противоположных прозрачных подложках призм постоянного зазора, заполненного жидкостью, содержащей поглощающие лазерное излучение центры, причем слой жидкости имеет компенсационный объем.