Просветляющийся оптический фильтр Советский патент 1984 года по МПК G02B5/20 

a

ел

аз

ПРОСВЕТЛЯЮЩИЙСЯ ОПТИЧЕСКИЙ ФИЛЬТР, выполненный в виде пластины полупроводникового монокристалла, отличающийся тем, что, с целью расширения спектрального диапазона просветления фильтра до 1,65-1,71 мкм, в качестве полупроводникового монокристалла выбран антимонид галлия, легированный кремнием с концентрацией 10 - 10 см.

т

S, Ч(

см

I

5000

woo

(/г./ Изобретение относится к оптическим фильтрам, просветлякяцимся под действием мощного лазерного излучения, и может быть использовано в лазерной технике в качестве пассив ньгх затворов, модуляторов лазерного излучения светоуправляемых транспора тов. Известен просветляющийся оптический фильтр, выполненньй в виде плас тины из стекла ЖС-18 ll. Однако рабочий диапазон этого фильтра ограничен синей областью спек ра. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является пр светляющийся оптический фильтр, выпо ненньш в виде полупроводниковой пластинки из арсенала галлия, легированного марганцем, с концентрацией примеси (2,5-5) 10 см. Контраст указанного фильтра изменяется в пределах , Однако известный фильтр работает на длине волны 0,84 мкм, кроме того, он неудобен в использовании, посколь ку требует охлаждения до температуры жидкого азота. Целью изобретения-является расширение спектрального диапазона просветления фильтра до 1,65-1,71 мкм. Указанная цель достигается тем, что в просветляющемся оптическом фильтре, выполненном в виде пластины полупроводникового монокристалла, в качестве полупроводникового монокристалла выбран антимонид галлия, легированный кремнием с концентрацие , Работа данного фильтра основана н нелинейном поглощении, выражающемся увеличении оптического пропускания кристалла при мощном лазерном возбуж дении. Обнаруженный эффект просветления наблюдается вблизи края собственного поглощения антимонида галлия легированного кремнием, и обусловлен насыщением поглощения при оптических переходах с участием примеси. Минимальный уровень концентрации кремния (W см ) соответствует уровню неконтролируемых примесей в антимониде галлия, а максимальный уровень концентрации (10 см ) является пределом растворимости примеси в полупроводниках. На фиг,1 представлена зависимость коэффициента пропускания полупроводниковой пластины из легированного кремния антимонида галлия р-типа с концентрацией примеси 10 см от плотности потока возбуждающего излучения S в спектральной области 1,651,68 мкм при температуре 248 К (с увеличением S от 0,5-10до 4-10 Вт/см пропускание образца толщиной 67 мкм возрастает с ,29 до 0,95 т.е. приблизительно в 3,3 раза), на фиг. 2 зависимость T(S) для пластин толщиной 67 мкм (2) и 167 мкм (3), выполненных из антимонида галлия, легированных кремнием с концентрацией 10VM, при температуре 293 К (в интерв;Еле плотности потока излучения 175-500 Вт/см пропускание на длинах волн 1,68--1,69 мкм увеличивается, соответственно, в 6 и 10 раз); на фиг,3 - зависимость T(S ) для пластины из антимонида галлия, легированного кремни€ М с концентрацией 10 см, толщиной 67 мкм на длине волны 1,69-1,71 мкм при температуре 293 К {с увеличением плотности потока излучения от 50 до 300-400 Вт/см пропускание увеличивается в 2,5 раза). Просветление фильтра на основе антимонида галлшг имеет обратимый характер: после прохождения светового импульса, просветляющего образец, оптическое пропускание кристалла восстанавлива« тся до исходного значения. Данный фильтр характеризуется высокой стабильностью и воспроизводимостью результатов.

0,6

ол

0.2

ЮО

О 0.02

Ш

500

500

Фиг.2

S, 1п/с„г

200

300

W Фиг,.3