Ахроматическая фазовая пластинка Советский патент 1986 года по МПК G02B5/30 

1 Изобретение относится к области полярометрических исследований, в частности к фазосдвигающим системам ахроматизированнмм в широкой спектральной области. Цель изобретения - расширение спектральной области ахроматической фазовой пластинки. Ахроматическая фазовая пластинка состоит из нечетного числа компонен тов, центдзальный 1 из которых имеет фазовьй сдвиг 180° , а крайние 2 име ют одинаковые фазовые сдвиги и взаимно параллельные оптические оси. Ориентадия оптической оси компонента 1 не совпадает с ориентацией опт ческих осей компонентов 2, Между центральным 1 и крайними 2 компонен тами расположено одинаковое количество дополнительных компонентов 3, фазовые сдвиги 1 , . . . t. которых составляют 180°. Оптические оси дополнительных компонентов 3, си чметрично расположенных относительно центрального компонента I, взаимно параллельны. Фазовые сдвиги край них компонентов 2 и углы разворота 1,2,... к оптической оси i-го компонента относительно оптической оси (i-l)-ro компонента определяются из системы уравнений ТкСг,д.,г,...то1,, т; ..П),., 0 , U .4K,r,,f,...ir,) o где К (N-l)/2 - порядковьй номер крайних компонентов 2, отсчитывае мьй в обе стороны от центрального компонента I, начиная с блшшйшег к нему дополнител ного компонента 3 N - общее число компонентов, входящих в ахроматическую фазовую пластинку; эквивалентный фазовьй сдви зтой пластинки; Тд- заданный зквивалентш ш фазовый сдвиг ахроматической фазовой пластинки; эквивалентный угол разворо та оптической оси пластинки; (i) (l), (2),... (К) - порядок производных от фун ций Тц и по безразмерно 72 му параметру х, определяюгцему относительный уход фазового сдвига компонента при изменении длины волны; x--bW-: ilil тДА) ил„) ) - фазовые сдвиги компонентов на произвольной длине волны А (индекс о при 7 относится к центральному компоненту 1) ; (Ao)..r фазовые сдвиги компонентов () на центральной длине волны А интервала ахроматизации. Явные аналитические выражения для эквивалентных оптических параметров Т и Ф можно получить из анализа комплексной матрицы прохождения ахроматической фазовой пластинки, используя матрич-ное исчисление Джонса. Эта матрица записывается через произведение матриц прохождения отдельных компонентов в виде M(N) М. . . . . .М, . (2) Рассматривая конструкции с различным количеством компоненто.в и используя уравнение (2), находят рекурентные соотношения для эквивалентных оптических параметров конструкции Т и Ф : cos cosTj,- з1пТц о sin - cos sin tn cos Тц О Т sin -„.sin 2ФК ОО1 fcos cos2Ti-sin2T, sin 0 sin2 f cos2Tj in -p- sin , / с начальными условиями Т.. , и . Таким образом, решая систему уравнений (I), получаем значения фазового сдвига крайних компонентов Т и углы взаимной ориентации оптических осей компонентов J- , необходимые для построения ахроматической фазовой пластинки с требуемым фазовым сдвигом Тц. В таблице приведены значения параметров пятикомпонентных пласти3нок (N 5, k 2) для фазовых гов 90, 126, 87 и 180 . грал|1г, град У, град Т, Для четвертьволновой пластины область ахроматичнос-ти при допуске 3% для кварцевых компонентов составляет 0,39-0,81 мкм (в известной конструкции 0,46-0,66 мкм). При замене монохроматических компонентвв на предварительно ахроматизированные (изготавливаемые из кварца и фтористого магния) в этой же спектральной области степень ахроматизации составит менее 1%. Применяя в предлагаемой коне тру кции 5,7...,2k+l компонентов, можно построить пластинки с ахроматизмом 2-го, 3-го ..., k-ro порядков, что позволяет значительно расширить область ахроматизации. Формула изобретения Ахроматическая фазовая пластинка состоящая из нечетного числа компонентов, причем оптические оси крайних компонентов взаимно параллельных и их фазовые сдвиги равны между собой, а фазовый сдвиг центрального компонента, имеющего иную ориентацию оптической оси, чем крайние, равен 180°, отличающаяся тем, что, с целью расширения спектральной области ахроматичности, меяаду центральным и каждым из крайних компонен тов введено одинаковое количество дополнительных компонентов, .фазовые сдвиги которых равны 180°, а оптичес кие оси дополнительных компонентов, симметрично расположенных относитель но центрального, взаимно параллельны 12690674 дви- причем фазовые сдвиги , крайних компонентов и углы разворота Т/ опти- ческой оси 1- -го компонента относи- тельно оси (i-l)-ro компонента опреград- 5 деляются из системы уравнений T;(t-,,y,,Tj,...roix, ,г,,г;,...т,)и,, 0 .кК,Т,,Т,,... УК)|,-, 0, порядковый номер крайних компонентов, отсчитьшаемьй в обе стороны. от центрального компонента, начиная с бли- : жайшего к нему допол-: нительного компонента; общее число компонентов , входящих в ахроматическую фазовую пластинку; эквивалентный фазовьй сдвиг этой пластинки; х заданный эквивалентный фазовый сдвиг ахроматической фазовой пластинки;эквивалентный угол разворота оптической оси пластинки; порядок производных от функций TVI, и Ф по безразмерному параметру X, определяющему относительный уход фазового сдвига компонента при изменении длины волны: U) ) ,Uo) фазовые сдвиги компонента ria произвольной длине волны (индекс о при т относится к центральному компоненту) ; фазовые сдвиги компонентов на центральной волны .о интервала ахроматизации;

Изобретение относится к полярометрическим исследованиям и позволяет расширить спектральную область ахроматичности. В пластине между центральным 1 и крайними 2 компонентами установлено одинаковое количество дополнительных компонентов 3, фазовые сдвиги которых равны 180. Оптические оси дополнительнБк компонентов, симметрично размещенных относительно центрального, взаимно параллельны. Порядок ахроматизма пластинки определяется количеством используемых компонентов, табл., I ил. (Л С