Решетка-поляризатор Советский патент 1987 года по МПК G02B5/30 G02B5/18 

Изобретение откосится к технической физике и может быть использовано при конструировании спектральных приборов типа спектрофотометров.

Цель изобретения - повышение точности и производительности спектро- фотометрических измерений путем пре- .дотвращения регистрации спектральных полос, не принадлежащих исследуемому эбъекту.

На фиг. 1 показана предлагаемая решетка-поляризатор, выполненная в виде оптического тонкого слоя переменной толп1ины dncpj . из фиг. 2 - схема способа изготовления решетки-поляризатора} на фиг. 3 - устройство для реализации способа на фиг, 4 - спектры пропуск 1ния известной ,и предлагаемой решеток-поляризаторов в области прозрачности оптического слоя.

Решетка-поляризатор выполнена в виде оптического тонкого слоя 1 прозрачного в заданной области спектра и имегадего соотношение толщины d (мм

слоя и спектрального разрешения спект-25 эксплуатации приданием, например, рофотометрсЧ ду ( см)гладкой поверхности формы вогнутой

ссферы.

d4 hAV,

где п - показатель преломления оптического слоя 1,

Слой 1 образован двумя поверхностями, одна из которых (2) гладкая, а другая (З) выполнена в виде системы периодических штрихов треугольного профиля5 на часть одной из граней которых нанесено металлическое отражающее покрытие 4, образ тощее параллельные полоски, ориентированные в направлении штрихов.

При этом гладкая поверхность.2 решетки-поляризатора выполнена в форме сферы, радиус кривизны R которой удовлетворяет соотношению

.§/: R П -

- t 5 и, J ,

°Ha«S где а - световой размер решетки- поляризатора;

d - наибольшая толщина оптического слоя.

Решетка-поляризатор работает следующим образом.

При падении на решетку-поляризатор электромагнитного излучения с электрическим вектором, параллельны металлическим элементам 4, в последних индуцируются сильные токи, создющие отраженное поле почти такое

0,2

же, как и поле от сплошной металлической поверхности. Когда электрический вектор перпендикулярен к металлическим элементам 4, падающая

волна стремится возбудить токи, текущие поперек элементов, однако вследствие малого поперечного размера индуцированные токи и создаваемое ими поле будут малы и волна беспрепятственно проходит через решетку- поляризатор.

Выполнение поверхности 2 сферической с радиусом R обеспечивает предотвращение регистрации интерференционных спектров вследствие уменьшения их интенсивности за счет введения переменной толщины оптического слоя в направлении сечения решетки-поляризатора. При этом найденная форма

гладкой поверхности обеспечивает возможность ее изготовления одновременно с изготовлением самого тонкого слоя при сохранении его механической прочности, достаточной по условиям

Способ изготовления решетки-поляризатора осуществляют путем снятия прозрачной копии с решетки-матрицы, содержащей игтрихи ступенчатого профиля, и нанесения на копию металлического покрытия под косым углом к ее поверхности. При этом на поверхность дифракционной решетки-матрицы 5 (фиг. 2) наносят тонкий жидкий или пластичный, например термопластичный, слой 6 толщиной .O, мм и ус40

танавливают оптическую прижимную . пластину 7 в держателе 8, обеспечивающем заданное пространственное положение поверхности оптической прижимной пластины 7, геометричес45 ки дополнительной к гладкой поверхности 2.формируемого слоя, относительно поверхности решетки-матрицы 5, Между поверхностью оптической прижимной пластины 7 и поверхностью ре50 шетки-матрицы 5 образуется зазор переменной толщины (, заполненный жидким или пластичным слоем 6. Далее осуществляют фазовый переход вещества слоя 6 в твердое состояние, на пример, путем полимеризации жидкого слоя, после чего последовательно отделяют сформированньм оптический сло от решетки-матрицы 5 и от оптической прижимной пластины 7,

Устройство для реализации способа (фиг, З) содержит оптическую прижимную пластину 7 в держателе 8, внешняя граница 9 которого, примыкающая к формируемому тонкому слою, плоская При этом величина зазора на краю оптической прижимной пластины 7 относительно внешней границы 9 держателя 8 равна наибольшей толщине d формируемого слоя.

НОИ

Спектр пропускания 10 (фиг, 4) предлагаемой решетки-поляризатора не содержит интерференционных полос 11, присущих спектру известной решетки- поляризатора, выполненной в виде плокопараллельного тонкого слоя в спектральном диапазоне его прозрачности

При наличии в оптическом слое ин- терференционных спектров 11 истинный спектр объекта в общем случае произ вольного размещения решетки-поляризатора в спектрофотометре получают путем двухкратной регистрации спектров (при введенном и выведенном объекте).

Предлагаемая решетка-поляризатор не содержит интерференционных спектров 11 в области прозрачности оптического слоя и обеспечивает тем самым повышение производительности и точности измерений в спектрофотометре.

Формула изобретения

Решетка-поляризатор, вьтолненная в виде оптического слоя, прозрачного в заданной области спектра, толщиной d, удовлетворяющей соотношению

d г ---- -- niN

мм.

o

5

0

5

0

где п - показатель преломления оптического слоя; ui), - спектральное разрепение спектрофотометра, см , образованного двумя поверхностями, одна из которых выполнена гладкой, а другая - в виде системы периодических штрихов треугольного профиля,на часть одной-из граней которых нанесено металлическое отражающее покрытие, образующее параллельные полоски, ориентированные в направлении штрихов, отличающая- с я тем, что, с целью повышения точности и производительности спек- трофотометрических измерений путем предотвращения регистрации спектральных полос, не принадлежащих исследуемому объекту, гладкая,поверхность решетки-поляризатора выполнена в форме сферы, радиус кривизны В которой удовлетворяет соотноиению

2i

0,2 -s--- R $ 0,3 -- ,

наиа «аиб

где а - световой размер решетки-по-,

ляризатора;

d наибольшая толщина оптического слоя,. .

Фиг. г

Физ.Ь

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано при конструировании спектральных приборов. Цель изобретения - по- вьшение точности и производительности измерений путем предотвращения ре- гистрации спектральных полос, не принадлежащих исследуемому объекту. Решетка представляет собой оптически тонкий слой 1, прозрачный в заданной области спектра и образованный двумя поверхностями 2 и 3. Поверхность 3 выполнена в виде системы периодических штрихов треугольного профиля, на часть одной из граней которых нанесены металлические отражающие полоски 4, - ориентированные в направлении штрихов. Выполнение поверхности 2 гладкой в форме сферы с определен-, ным радиусом способствует уменьшению интенсивности интерференционных спектров. 4 ил. а (Л с: ю 00 САЗ О5 00 СП CfS. /

ЮО /о

&0%

Составитель В.Кравченко Редактор М.Бандура Техред В.Кадар

Заказ 7435/44 . Тираж 522Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, , Раушская наб,, д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

v

Корректор С.Шекмар