Субмиллиметровый фильтр Советский патент 1989 года по МПК G02B5/20 

Изобретение относится к фильтрам, предназначенным для работы в субмиллиметровой области спектрА (200 1000 мкм) и может быть использовано в астрономических спектральных приборах.

Известен фильтр для далекой инфракрасной и субмиллиметровой областей, состоящий из двумерной металлической индуктивной сетки с периодически расположенными отверстиями, с коэффициентом резонансного пропускания, равным %, на дпине волны рв IJ mg, где g - период расположения отверстий, m - коэффициент, зависящий от формы отверстий.

Недостатками этого фильтра являются высокое остаточное пропускание

О) (10-20 %) в коротковолновой области

а спектра и, следовательно, низкая контрастность, а также малая крутизна спектральной характеристики.КруJikтизна характеристики q 1/1 «0,9 . IK 0,13 см, где абсолютная величинаразности частот %,J

рактеризует спектральную ширину границы по уровню пропускания, равного

90 и 10 %о

Наиболее близким по технической сущности является субмиллиметровый фильтр, состоящий из чередующихся параллельно, расположенных диэлектри3 - ,П666Ь ческих слоев с показателем преломле- ; ния п- и двумерных металлических сеток, развернутых в плоскости, перпендикулярной направлению распространения излучения на .угол, равный 15 20, при этом диэлектрические слои, граничащие с воздухом, выполнены четвертьволновыми по оптической толщине„10

Недостатками этого фильтра являются высокое пропускание в длинноволновой области спектра и, следовательно, низкая контрастность и малая крутизна спектральной характеристи- 15 кио С коротковолновой стороны крутизна характеристики q :; 0,23 см.

Цель изобретения - увеличение коэффициента пропускания в полосе длин волн (0,12-0,45)Яю,где /1, - длина 20 волны центра полосы пропускания,повышение контрастности при одновременном увеличении крутизны спектральной характеристики.

Цель достигается тем, что в суб- 2 миллиметровом фильтре двумерные металлические сетки выполнены идентичными и индуктивными с максимумом резонансного пропускания на длине волны /п, причем оптическая толщи- 30 на диэлектрических слоев, расположенных между сетками, выбрана равной (2K+l)q./4 - (КЧ- 1)2. где К п 1 7

y y foooo

На фиг л изображен фильтр, состоя-з5 щий из четырех индуктивных сеток 1, структуры которых развернуты в плоскости сеток друг относительно друга на 15-20 (не показано), внутренних слоев 2 и слоев 3, граничащих 40 с воздухом; на фиг 2 приведены спектральные зависимости коэффициентов пропускания фипьтров с возможным их выполнением из четырех сеток с крестообразными (кривые 4-7) 45 и круглыми (кривая 8) отверстиями.

Указанные кривые соответствуют фильтрам, оптическая толщина внутренних диэлектрических слоев которы равна соответственно (2,0-2,4

-2,4),р/4 - кривая 4; (1,4-3,0 -3,б)Я(р/4 кривые 5 и 6 и (3,2 -5,0-6,8) - кривые 7 и 8„

Оптическая толщина внешних слоев выбрана ч.етвертьволновой, что обеспечивает з еньшение коэффициента от ражения в полосе пропускания фильтров о Характеристики фильтров не зависят от того с какой стороны падает излучение В качестве диэлектрических слоев выбраны пленки полиэти лена, прозрачные в субмиллиметровой области спектра, с показателем преломления и 1,5, Сетки изготавливались гапьваническим способом из меди на полированной стеклянной пластине, имеющей изображение сетки сделанное фотолитографическим способом. Для защиты от коррозии сетки покрывались слоем палладия Толщина сеточных полотен составляет 20 мино

Толщина диэлектрических слоев выбирается таким образом, чтобы обеспечить увеличение коэффициента пропускания на длине волны Ti и подавить излучение вне полосы пропускания. В фильтрах, характеристики которых показаны на фиг.2,интегральный коэффициент пропускания с коротковолновой стороны составляет около 1 %. Уменьпгение фонового пропускания достигается за счет увеличения числа сеток в фильтре. В зависимос:ти от расстояния между сетками фипьры обеспечивают получение коэффициета пропускания, равного 90 %, в полосе длин волн (о, 12-0,45),причем крутизна характеристики больше 0,5 смо

Фильтры имеют высокую механическую прочность и стабильность спектральной характеристики при охлаждении до криогенных температур

Фаг./

СУБМИЛЛИМЕТРОВЫЙ ФИЛЬТР, состоящий из чередующихся параллельно расположенных диэлектрических слоев материалов, прозрачных в рабочей спектральной области с показателем преломления п и двумерных металлических сеток, развернутых в плоскости, перпендикулярной направлению распро- ,странения излучения, на угол, равный 15-20°, при этом диэлектрические .слои граничащие с воздухом, выполнены четвертьволновыми по оптической толщине, отличающий с-я тем, что, с целью увеличения коэффициента пропускания в полосе длин волн