Интерференционный оптический узкополосный фильтр Советский патент 1983 года по МПК G02B5/28 

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может найти при менение в различных оптических устроЛ ствах и системах цпя решения эацач спектральной фипьтрашш излучения оптического оиапазона. Известны интерференционные сяггические фильтры, соцержаиоте поопожку, с расположенным на ней многослойным интерференционным покрытием, Такие фильтры позволяют реализовать разнообразные формы спектральной кривой l . Недостаток этих фильтров заключае1 ся в том, что они, обеспечивая нужную форму спектральной характеристики, не позволяют при этом получить цостаточно высокую лучевую стойкость. Известны также узкополосные и терференционные фильтры содержащие подложку с расположенным на ней покрытием, из черецуюидахся слоев с высо ким ( П ft ) и низким ( П н ) показ, телями преломления, оптические толишн слоев которых равны межпу собой за исключением срецнего слоя, оптический толщина которого в четное число раз больше толщины остальных слоев 2. Недостатком известных узкрполосных фильтров является то, что они, обеспечивая требуемые оптические характеристики, не позволяют получать при этом заааЬный уровень лучевой стойкости фильтра. Целью изобретения является повышение лучевой и механической стойкости фильтров,. . Указанная цель достигается тем, что в интерференционный оптический узкополосный фильтр, содержащий .поен ложку с расположенным на ней по1фыги на черецуюио1хся слоев с высоким и низким показателями прел(4ления, оптические толщины слоев которых, за исключением среднего слоя, равны ду собой а оптическая толщина среднего слоя в четное число раз больше, введены не менее одной подложки, расположенные под углом 87-93 к опти ческой оси фильтра с интерференпво ным покрытием, идентичным покрытию на первой подложке, причем количество слоев в покрытиях выбрано равным где с - «.едтуст ое пороговое значение мауфяженности электрического поля в chosk интерференционного по1ФЫТИЯ; ЕО - амплитуда напряже кости электрического поля подающей волньц L J оператор целой части. Число подложек с покрытием выбрано равнымл гдеТf - требуемый коэффициент про пускания в зоне подавления фильтра; t - коэффициент пр жускания одной подложки с (штерференционным покрытием в зоне подавления фильтра. На чертеже приведена конструкция предлагаемого фильтра. Фильтр содержит подложки 1, 2 ... К и интерференционные покрытия (К+1) (К+2) . . ,2К, каждое из которых расположено на подложке Световой лоток последовательно происходит чо рез все К подложек с кнтерференционнымн покрытиями. Спектральная характеристика фильтра, образованного К под-ложками с интерференционными покрытш мя, равна Tj lflbT a, (Ь) где Тф(я1 - зависимость коэффициента пр жускания фильтра от длины волны излу-. чения - ; Т { Л ) - зависимость коэффициента пропускания одной подложки с инте1 ференционным покрытием. В случае, когда число подложек К удовлетворяет соотношению (2), фильтр обеспечивает требуемый уровень фициеита пропускания в аоне подавления. Повышение лучевой стойкости преопагаемого фильтра по сравнению с изверрным достигается за счет того, что для обеспечения одной и той же спектральной характеристики фильтра количество слоев в интерференционном по1фытии (И вестного 4а1льтра в несколько раз больше, чем число слоев в каждом интерф&ренциоином покрытии предлагаемого фильтра, так как известно, что с увеличением числа слоев в интерференционных узколголосньтх фильтрах возрастает напряженность электрического поля в слоях интерференционного по1фытия, при той же энергии подающей световой волны, что приводит к снижению лучевой стойкости фильтра. Так, например, в случае Пэ 2,0 и Пц 1, 45 при числе It -г спрев М 7 0«ошенив| motx мвксимапьное значение ампт1 туцы иапряжеиности электрического пог it пй), при N 11 -4,34, TO iSl moul : 8.5 при Ы Ло I За счет уснражжки поцложек поц углом к оптической оси фильтра преаотврашается возможность возник интерференхош межоу эпектрома1. юггнымн волнами, отражеиными от грв ниц разцепа слоев разных интерференцио ных яокрыгий. В результате таких процессов внутри слоев могли бы возни кать покал:&нь1е moor ((Штряженности электрического поля, привоцящие к раэ рушетаю покрытия. П р к м ер. При заданном коэффициенте пропускания в зоне попавл кияТ,,01 и использовании в кв чествё слоев двуокисж циркония () и авуокиср |фемния (SiO-}) с пок аз гелями1феломлешш Пв ., п 1 63 1,45, а также значетшЕ /Гд 6,0 по формуле (1) рассчитывается число слоев в интерференционном покрытии :.N ill. По спектральной характерист ке рассчитанного 11-слойного фильтра опро аеляется значение коэффициента пропускания фильтра 2 0,2, la rio формуле (2) стгрй аеляется число посуюжек .оп Г -20 1 i-k Применеш е преолагаемого фильтра позволит резко повысить лучевую стойкость покрытий и за счет этого расширить энергетический рабочий оиапазон многих приборов. Кроме того, использование фильтра позволит получить эконо-, мический эффект за счет замены в ряце конструкций инт еренцисжных покрытий слоев тугоплавких окислов, НЕШ pHKfep, на слои сернистого нвнка и фт1 ристого магния. Такая замена позволит снизить стоимость фильтра за счет использования более аешевых веществ и более дешевого оборуцсжапив.

ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫЙ ОПТИЧЕСКИЙ УЗКОПОЛОСНЫЙ «ЖЛЬТР, соаер жащий пооложку с расположенным на ней покрыткем иэ ч еауюшихся слоев с высоким н низким показателями пр ломдения, оптические толшкны слоев которых, а исключением среднего слоя, равнь между собой, а оптическая rojtщяна срецнего слоя в четное число раа больше, отличающийся тем, что, с целью повышвизия лучевой и механической стойкости фильтра, в него а х1олнительно ввеаены не менее ооной ПОШ1ОЖКИ, расположенные под углом 87« к оптической оси фильтра с интер. ферениионным покрытием, иаентичш П1{ покрытию на первой подложке, причем количество слоев в покрытиях и число подложек св1рецеляется по расчетным зависнмост$ш. К-И 00 а 00