СВЕТОФИЛЬТР ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ Российский патент 2017 года по МПК G02B5/30 G02F1/03 

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к устройствам для защиты органов зрения и аппаратуры от воздействия лазерного излучения.

Известны различные типы фильтров, снижающих лазерное излучение определенных частот и определенной мощности. Уменьшение излучения происходит либо за счет его отражения, либо вследствие поглощения излучения заданной длины волны (λ₀). В отражающих системах используются различные виды интерференционных покрытий из чередующихся слоев с высоким (n_в) и низким (n_н) показателями преломления: диэлектрические зеркала, поляризаторы, светоделители, полосовые, отрезающие фильтры. Основными требованиями к таким покрытиям являются хорошее отражение в спектральной области лазерного излучения, качественное пропускание в остальных участках видимой части спектра и максимально возможное сохранение цветопередачи. Поглощение осуществляется в цветных светофильтрах путем введения в материалы примесей, красителей, пигментов, полупроводниковых элементов. Поглощенный свет преобразуется в тепло, вследствие чего фильтры могут обесцвечиваться и терять способность защиты от мощного лазерного излучения. (Гайнутдинов И.С. и др. Свойства и методы получения интерференционных покрытий для оптического приборостроения. Казань: Фен, 2003, 424 с.)

Недостатком является то, что эти фильтры блокируют лазерное излучение одной определенной частоты и не работают во всем диапазоне частот существующих лазеров.

Наиболее близким по технической сущности является многоспектральный интерференционный светофильтр для защиты от лазерного излучения, включающий прозрачную подложку и нанесенную на нее композицию из трех различных элементов, содержащих интерференционные покрытия из чередующихся слоев с высоким и низким показателями преломления (ВН)^к, отличающийся тем, что в первый из элементов композиции, представляющий собой многослойный интерференционный фильтр в виде зеркала второго порядка (λ₀=1565 нм) с высоким отражением в области 530-540 нм и максимальным пропусканием в области 470-505 нм и 545-620 нм, на границе фильтр-подложка и фильтр-воздух введены дополнительные слои (СН)³ и (СН)²С 1,24Н, во второй элемент, представляющий собой длинноволновый отрезающий фильтр (λ₀=680 нм) с высоким отражением в области 635-740 нм и максимальным пропусканием в области 470-620 нм, расположенный на противоположной от первого элемента стороне подложки и непосредственно примыкающий к ней, введены дополнительные слои 0,5С(СН)⁴ и (СН)³С 0,54Н, а в третий элемент, представляющий собой коротковолновый отрезающий фильтр (λ₀=425 нм) с высоким отражением в области 380-460 нм и максимальным пропусканием в области 470-620 нм и расположенный поверх второго элемента, дополнительно введены слои 0,5 ВН(СН)³ и 0,5В.

Недостатком изобретения является сложная конструкция, в которой есть спектральные области, не перекрытые фильтром между 460 и 470 нм, 505 и 510 нм, 540 и 545 нм, 620 и 635 нм.

Предлагаемое изобретение направлено на расширение диапазона спектральной области лазерного излучения, закрытого фильтром, упрощение конструкции и габаритов фильтра, обеспечение управления световым потоком фильтра.

Это достигается тем, что фильтр содержит кварцевую вставку, к торцам которой установлены прозрачные электроды (материал типа Графен), создающие направленное электрическое поле внутри кристалла кварца. Электрическое поле обеспечивает поляризацию кварца, который снижает мощность лазерного излучения. Регулирование напряжения на электродах обеспечивает регулируемое снижение мощности излучения лазера.

На фиг. 1 схематически изображен светофильтр для защиты от лазерного излучения. Светофильтр для защиты от лазерного излучения включает прозрачную подложку 2, закрепленную в пластмассовом корпусе 1, отличающийся тем, что на подложке жестко закреплен между нижним 3 и верхним 7 прозрачными пластинами- электродами поляризатор 4 из кварцевого элемента, поджатые к подложке, закручивающейся по резьбе втулкой 8, в боковой поверхности которой выведена проводка питания 5, 6, создающая направленное электрическое поле внутри кристалла кварца.

Работает устройство следующим образом. К пластинам-электродам по проводке 5, 6 подается электрический ток на поляризатор 4. Под действием электрического поля в поляризаторе 4 происходит дипольная ориентация, зависящая от величины прикладываемого напряжения. Это приводит к поляризации света в большей или меньшей степени. Поляризация обеспечивает снижение мощности потока света, поступающего в глаз наблюдателя. Наличие электрического поля позволяет регулировать мощность принимаемого светового потока и позволяет найти оптимальное качество картинки для наблюдателя с учетом отсеивания мощного лазерного излучения.

Светофильтр для защиты от лазерного излучения основан на эффекте Поккельса и включает в себя прозрачную подложку, закрепленную в пластмассовом корпусе. На подложке жестко закреплен между двумя прозрачными пластинами-электродами поляризатор из кварцевого элемента. Кварцевый элемент и электроды поджаты к подложке, закручивающейся по резьбе втулкой. Технический результат – обеспечение защиты в широком диапазоне длин волн, упрощение конструкции. 1 ил.

Светофильтр для защиты от лазерного излучения включает прозрачную подложку, закрепленную в пластмассовом корпусе, отличающийся тем, что на подложке жестко закреплен между нижним и верхним прозрачными пластинами-электродами поляризатор из кварцевого элемента, поджатые к подложке, закручивающейся по резьбе втулкой, в боковой поверхности которой выведена проводка питания, создающая направленное электрическое поле внутри кристалла кварца.