Интерференционный фильтр полного внутреннего отражения Советский патент 1986 года по МПК G02B5/28 

СП Од «

Изобретение относится к оптическим фильтрам и может быть использовано в спектрофотометрах, в астрономических фотометрах и приборах для исследований характеристик атмосферы.

Целью изобретения является повышение точности измерений интенсивности излучения с непрерывным спектром за счет уменьшения коэффициента фонового пропускания в длинноволновой относительно длины волны J максимума пропускания области спектра.

На фиг. 1 показано возможное конструктивное выполнение интерференционных фильтров полного внутреннего отражения (ПВО) и ход лучей в них; на фиг. 2 - зависимости коэффициента пропускания Т от длиЩ1 волны .

Фильтр состоит из двух идентичных призм, выполненных из прозрачного в рабочем диапазоне спектра материала с показателем преломления п, разделенных зазором, заполненным материалом с показателем преломления п. Световой пучок, падаю.щий на первзто поверхность зазора под углом 0 , превышающим критический фиг. 1, вследствие нарушенного полного внутреннего отражения разделяется на отраженный 1. и прошедший 2 лучи, которые после отражения от отражaюш x граней призм объединяются на второй границе зазора и интерферируют между собой. Величины зазоров для

S- и р-поля1 изованного излучения удовлетворяют, соответственно, следующим соотношениям:

i.()d /gncoseVh sin e-i ( K swe-cos Hjj

j

n 2;

j( - длина, волны максимума коэффициента пропускания фильтра. Если призмы имеют угол при вершине о( 180°-arcsin (1/п) , а также обеспечивают, одинаковую оптическую разность хода для лучей 1 и 2, то коэффициенты пропускания s- и р-поляризованного излучения определяются соотношениями

„ n -cos ln-Oln sinG - (h -0sh ae + (n s;n0 OT

Т( ).°5Q - 5ih6)-i)(ns,ri Q-cose)sh3e:

(н-11% ;ь© - cose)h3f H4os0(h ih0-lf

23rdn

/лап, /л где эе т- . Д;

J

Л- текущая длина волны. В зависимости от решаемой задачи

фильтр может иметь более широкую спектральную полосу пропускания (фиг. 1а)или более узкополосную (фиг. 1в) при одном и том же значении относительного показателя пре0 ломления п.

На фиг. 2 (кривая 3) показана спектральная характеристика фильтра (фиг, 1б), укоторого о(90° и ., и. мкм. Наличие двух макси5 мумов пропускания связано с зависимостью коэффициента пропускания от состояния, поляризации падающего излучения. Если угол при вершине призм удовлетворяет условию -2 arcsin N2/() , то зависимость коэффициента про.пускания от поляризации излучения устраняется, в результате чего уменьшается полуширина пропускания фильтра и увеличивается его величина (фиг. 2, кривая 4). При этом выходное излучение сохраняет азимут выходного линейноцоляризованного излучения, а также сохраняет естественную поляризацию независимо от величины зазора при перестройке длины волны максимума пропускания фильтра.

Пр муществом интерференционного фильтра ПВО является сочетание полосового характера пропускания и высокой контрастности. Использование фильтра, в частности, позволяет ослабить инфракрасное излучение Солнца вне основной полосы пропускания в 10 - 10 раз, кроме того, сохраня ются форма и ширина полосы пропускания (в логарифмическом масштабе о длин волн) при его перестройке путем изменения величины зазора. „

5 Фор мула изобретения

Интерференционный фильтр полного внутренцего отражения, состоящий из

Изобретение может быть использовано в приборах для исследований характеристик атмосферы. Целью из,обретения является повьшение точности измерений интенсивности излучения с непрерывным спектром за счет уменьг шения коэффициента фонового пропускания в длинноволновой относительно длины волны максимума пропускания области спектра. Для этого грани двух идентичных равнобедренных призм,, для которых плоскость зазора является биссектрисой угла между ними,. выполнены отражающими. Выполнение угла при вершине призм, равным 180°.-2 arcsinV2/(n2+1), где (п ,П2показатели преломления материала призм наполнителя зазора), приводит к устранению зависимости коэффициента пропускания от поляризации излучения и сохранению излучением естественной поляризации независимо (Q от величины зазора при перестройке длины волны максимума пропускания фильтра. Приведено соотношение, которому удовлетворяют величины зазо ров для S- и р-поляризованного излучения . 2 ил.