Интерференционный фильтр Советский патент 1984 года по МПК G02B5/28 

/

/

Л,

.; /

М,

со

со

Изобретение относится к технике спектроскопии и может быть использовано для определения состава электромагнитного излучения при качественном и количественном спектральном анализе.

Известны спектрометры с интерференционной селективной амплитудой модуляцией - сисамы l , принцип действия которых заключается в том, что в двухлучевой интерферометр вводятся диспергирующие элементы, которые устанавливаются таким образом, чтобы контрастная интерференц юнная картина наблюдалась только вблизи анализируемой длины волны Q. Волновые фронты, прошедши. плечи .интерферометра, параллельны друг другу только для t(Q и могут интерферировать в фокальной плоскости выходного коллиматора. Фронты, соответствующие другим длинам волн, наклонены относительно оптической оси, интегральный по полю интерференции световой поток дает интерференционно немодулированную засветку приемника, расположен- ного в фокальной плоскости вьиодного коллиматора. Для выделения модулирог с ванного сигнала, пропорционального потоку излучения с длиной волны , прибегают к интерференционной модуляции, смысл которой состоит и в периодическом изменении разности хода между интерферируюи ими пучками и последующем выделений переменного сигнала в 1ешним радиотехническим устройствам

Известно устройство 2J в виде системы двух однородных клиньев, дисперсионные кривые которых различны, но имеют изотропную точку, где показатели двупреломленияодинаковы. Клинья устанавливаются таким образом, Чтобы свет одной поляризации проходил один клин как обыкновенный луч, а другой как необыкновенный, второй же наоборот, в изотропной точке разница между обыкновенным и необыкновенным лучами исчезает и наблюдается интерференция поляризованных лучей с одинаковой разностью фаз для пучков разного наклона. Для других же длин волн разность фаз зависит от величины разности двупреломлений и толйщны клиньев и меняется в зависимости от угла, под которым свет проходит систему, Чтобы отфильтровывать излучение исследуемой длины волны осуществлятся интерференционно-поляризационная модуляция, вращением одного из поляроидов,

Недостатком этого устройства являются сложность осуществлени1Я такой системы и ее дороговизна. Это свйзано с тем, что двупреломляющие однородные кристаллы чрезвычайно редки, выращивание их с наперед заданными оптическими свойствами является трудной и дорогостоящей технологической операцией, а оптическая обработка, кристаллов сложна и трудоемка.

Цель изобретения - упрощение устройства при его удешевлении,

Поставленная цель достигается тем что в интерференционном фильтре в виде система двух однородных клиньев клинья выполнены из материалов, каждый из которых имеет различную зависимость показателя преломления от длины волны и показатели преломления которых для заданной длины волны одинаковы, а между наружными сопряжен ными гранями клиньев, покрытыми отражательным покрытием, расположено полупрозрачное зеркало.

На чертеже представлена оптическая схема интерференционного фильтра

Цифрами 1 и 2 обозначены клинья, имеющие Одинаковый показатель преломления вблизи исследуемой длины волны, разные дисперсии показателя преломления и углы при ве Ж1ине А , Полупрозрачное зеркгшо обозначено цирой 3, Полностью отрс1жающие зеркашьн покрытия показаны штриховкой и обозначены М и М,

Свет от анализируемого источника проходит через прозрачные внешнюю и внутренюю грани клина 1, затем попадает на полупрозрачное зеркало 3, которое образует две волны - отраженную и пропущенную. Первая из них вторично проходит внутренюю грань клна 1 и после отражения от покрытия внешней грани MI возвргицается на светоделитель. Пропущенная полупрозрачной пластинкой волна проходит в пря.мом и обратном направлении клин 2, отразившись от грани М, Обе волны сходятся на светоделителе и, пройдя прозрачные грани клина 2, интерферируют в направлении наблюдения, указанном стрелкой.

На чертеже сплсииной линией показан путь луча света, имеющего длину волны {tg. Поскольку клинья на этой длине волны имеют одинаковые показатели преломления, то интерферирующие фронты после прохождения системы под любым углом будут параллельны друг другу. Пусть для какой-либо другой длины волны Ц показатель преломления n.i(4() второго клина окажется больше, чем показатель преломления первого клина п t,) , Тогда пучок, отрг1женный от светоделителя и образующий плечо интерферометра в клине 1 на границе двух клиньев преломляется, отклонившись в сторону внешней грани 2, имеющей покрытие (пунктирная линия) , Пучок., прошедший сквозь светоделитель и образующий плечо в клине 2, испытывает отклонение в сторону прозрачной внешней грани, Учет влияния внешних граней приво дит к еще большему наклоку фронтов относительно друг друга. Как известно из теории сисама, при идеальной настройке световой поток будет промодулирован Полностью при изменении разнрсти хода только на той длине во ны, для которой интерферирующие фрон ты строго параллельны. В нжием случае это возможно только для длины веяны Ар , гдеп,(Л(,) П2(Ло) поскольку на других длинах волн показаЭп, , тели преломления различаются - т .., В данном устройстве практичесOnкое осуществление модуляции возможно смещением любой полностью отрсмсающей поверхностью (естественно вместе с одним из клиньев) в любом направлении, не лежащем в плоскости этой поверхности, например, в направлении, указанном двойной стрелкой. В том случае, когда пересечение кривых дисперсии происходит точно на исследуемой длине волны, происходит полная компенсация поля. Лучи, входящие в систему под Любым углом к оптической оси, имеют нулевую разность хода на выходе при идеальной настройке устройства (при идеальной настройке линия пересечения плоскостей отражающих граней клиньев должна лежать в плоскости полупрозрачного зеркала). Требование перемечения кривых дисперсии показателей преломления много мягче требования пересечения кривых двупреломления. В связи с этим, вопервых, сильно расширяется круг материалов, из Которых фильтр может быть изготовлен во-вторых практически в любом участке спектра можно подобрать естественные материалы, удовлетворяющие поставленному выше условию. В связи с этим производство фильтров может быть удешевлено в десятки раз .

ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫЙ ФИЛЬТР в виде систекы двух однородных клиньев, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции ее удешевления, клинья выполнены из материалов, каждый из которых имеет различную зависимость показателя преломления от длины волны и показатели преломления кото1илх для заданной длины волны одинаковы, а между наружными сопряженными гранями клиньев, покрытыми отражательным покрытием, расположено полупрозрачное зеркало.