Интерференционный отрезающий фильтр Советский патент 1984 года по МПК G02B5/28 

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а конкретно к многослойным интерференционным оптическим фильтрам. Такие фильтры находят широкое нрименение в разнообразных оптических приборах: микроскопах, спектрофотометрах, квантовых генераторах и-т. п. Они используются для выделения излучения заданной длины волны, разделения потока излучения в несколько оптических каналов и т. п.

Известен интерференционный отрезающий фильтр, содержащий подложку с расположенным на ней многослойным интерференционным пркрытием, которое содержит несколько элементарных равнотолщинных зеркал из чередующихся слоев материалов с высоким и низким показателями преломления, зоны высокого отражения которых смещены и перекрываются 1.

Однако для получения фильтров с щирокой зоной подавления необходимо применять интерференционное покрытие с большим Ч.ИСЛОМ слоев. Например, фильтр с рабочей областью 10-15 мкм, не пропускающий излучение спектрального интервала Д 8 мкм, выполненный на основе трехсернистой сурьмы (Sbz.Si) и фтористого стронция (SrFg), содержит многослойную интерференционную систему из 70 слоев. Наличие большого количества слоев приводит к снижению коэффициента пропускания фильтров в рабочей области спектра из-за Наличия рассеяния в слоях и, кроме того, резко усложняет технологию их изготовления.

Наиболее близким к предлагаемому является интерференционный отрезающий фильтр, содержаний подложку с расположенными на ней элементарными равнотолщинными зеркалами из чередующихся слоев материалов с высоким и низким показателями преломления и разделительным слоем между ними, причем крайние слои эле.ментарных зеркал выполнены из материала с низким показателем преломления 2,

Недостатком известного фильтра является сравнительно небольшая зона подавления, расширение которой приводит к увеличению количества элементарных зеркал, а следовательно к увеличению потерь и снижению коэффициента пропускания в рабочей области спектра.

Цель изобретения - расширение зоны подавления без снижения коэффициента пропускания в рабочей области спектра.

Указанная цель достигается тем, что в интерференционный отрезающий фильтр, содержащий подложку с расположенными на ней элементарными равнотолщинными зеркалами из чередующихся слоев материалов с высоким и низким показателями преломления м разделительным слоем между ними, причем крайние слои элементарных зеркал выполнены из материала с низким показателем преломления, подложка выполнена из монокристалла тагтлурида кадмия, легированного железом с концентрацией (5,0- 5,8) 10 см , а между подложкой и первым элементарным зеркалом введены два согласующих слоя, первый из которых, прилегающий к подложке, выполнен из материала с низким показателем преломления и оптической толщиной (0,020-0,25)Лр , а второй - из материала с высоким показателем преломления и оптической толщиной (0,08-0,09)Лр, а со стороны воздуха введены еще два согласующих слоя, первый из которых, прилегающий к элементарному зеркалу, выполнен из материала с низким показателем преломления и оцтической тол.щиной (0,03-0,04 ) Др; а второй соответстг венно из материала с высоким показателем преломления и оптической толщиной (0,05- 0,07) Яр.,,.при этом разделительный слой выполнен из материала высоким показателем преломления с оптической толщиной (0,10- 0,12)Лр, гдейр - длина волны, соответ0 ствующая середине рабочей области спектра.

При этом отношение оптических слоев первого и второго элементарных зеркал выбирается равнымГ1б - пн

5 cix о,5(1-г ( пв + пн

dci J + ( Г I )

Ив Пн

где ПЕ, н Пн - показатели преломления ело ев материалов с высоким и низким показателем преломления.

0 На фиг. 1 изображена конструкция данного фильтра; на фиг. 2 - спектральная характеристика одного из фильтров данной конструкции.

Данный интерференционный отрезающий фильтр содержит подложку 1, согласу5 ющие слои 2 и 3, элементарное зеркало 4, согласующий слой 5, элементарное зеркало 6 и согласующие слои 7 и 8 (слой с высоким показателем преломления заштрихованы) .

0 Эффект уменьшения числа слоев достигается за счет того, что подложка из теллурида кадмия, легированного железом, обладает примесным поглощением в интервале длин волн 2,8 мкм Д 5,4 мкм. Поэтому спектральная область, в которой необ5 ходи МО осуществлять гашение за счет интерференционного покрытия, сокращается и соответственно уменьшается число слоев в покрытии.

Число слоев в элементарных зеркалах изменяется в интервале 9-17 в зависимости от требуемого уровня коэффициента пропускания в зоне подавления (чем больше число слоев в эле.ментарном фильтре и чем боль ше Пв/п, тем ниже коэффициент пропускания в зоне подавления). Значения п и Пн

5 могут находиться в интервалах 2,1 ,7; 1, 41,50. На фиг. 2 изображены спектральные зависимости коэффициентов пропускания данного интерференционного отj1103179д

резающего фильтра, оптические толщинывая 1), и известного фильтра из тех же

слоев которого представлены в таблице (кри- .веществ, содержащего 48 слоев (кривая 2).

ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫЙ ОТРЕЗАЮЩИЙ ФИЛЬТР, содержащий подложку с расположенными на ней элементарными равнотолщинными зеркалами из чередующихся слоев материалов с высоким и низким показателями преломления и разделительным слоем между ними, причем крайние слои эле.ментарных 3epKavT выполнены из материала с низким показателе.м преломления, отличающийся тем, что, с целью расщирения зоны подавления без снижения коэффициента пропускания в рабочей обУ777// ласти спектра, подложка выполнена из монокристалла теллурида кадмия, легированного железам с концентрацией

Средами с номерами О и 26 в таблице обозначены подложка и воздух соответственно. Как видно из графика, данный фильтр обладает лучшими оптическими показателями. Данный интерференционный отрезающий

фильтр позволяет значительно расширить зону подавления без снижения коэффициента пропускания в рабочей области спектра, что значительно расщирит область его практического использования.

т; 7.

100

60

20

JO12/4

8

16 Я, мА-м

qt)t/s.2