Интерференционно-поляризационный фильтр Советский патент 1987 года по МПК G02B5/30 

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано для селекции света заданной длины в олны в астрономии, оптике, различных видах спектрального анализа.

Цель изобретения - улучшение селективности фильтра путем увеличения спектрального расстояния между соседними максимумами пропускания.

На фиг. 1 представлено устройство на основе сегнетоэлектрического кристалла с антипараллельной доменной структурой; на фиг. -2 - спектр пропускания фильтра.

Интерференционно-поляризационный фильтр типа Шольца содержит последовательно расположенные вдоль оси поляризатор 1, стопу из N идентичных двупреломляющих кристаллических пластин 2, 3 и т.д., выполненную в виде одноосного сегнетоэлектрического монокристалла 4 с регулярной пластинчатой доменной структурой, и ортогональный поляризатору анализирующий элемент 5. На двух противолежащих боковых поверхностях монокристалла 4 (фиг. 1, поверхности, перпендикулярные оси Х), параллельных его полярной оси, расположены электроды (не показаны) , соединенные с источником питания. Векторы спонтанной поляризации Р и -Р в соседних доменах, например 2 и 3, развернуты в противоположные стороны (антипараллельны) и параллельны доменной границе. При приложении к электродам электрического поля мена

Е оптические оси с каждого до0ставаясь параллельными плоскости XZ, оказываются развернутыми оносительно оси ,Z, параллельной главной плоскости поляризатора 1, на азимутальные углы, определяемые рядом

о(- (-) -V , где d 45 /N;

i 1,2,3,...,N.

Фильтр работает следующим образом

В сегнетоэлектрическом кристалле с пластинчатой антипараллельной струтурой доменов под действием прикладываемого к кристаллу электрического поля (Е.,) за счет разворота оптическ индикатрисы (а следовательно, оптических осей) в антипараллельных доменах на углы разного знака to/ находится периодическая структура типа Шольца. На длинах волн пропускания Л

фильтра пластины доменов являются полуволновыми. Поэтому первая фазовая пластина-домен повернет вектор поляризации света ОА, задаваемого поляризатором 1 , на угол с/ симметрично относительно оптической оси пластины. Относительно самого себя вектор поляризации света ОА после прохождения первой пластины повернется на угол 2 о . Аналогичное действие на вектор поляризации света произведет вторая пластина и-т.д. Следовательно N пластин- доменов повернут вектор ОА на угол

2No/. Если угол 2Nc/ составит 90, т.е. 0/ 45°/N, свет длинами волн / беспрепятственно проходит через анализатор.

Слоистая доменная структура должна образовываться у многих кислородно- октаэдрических сегнетоэлектриков, выращиваемых по методу Чохральского и имеющих высокое значение температуры

Кюри. Например, слоистая доменная структура наблюдается у ниобаталития (ЫНЪО,, TC 1200°С) у барийнатриево- го ниобата (BaNa,Nb jO , TC ). Регулярная (периодическая) слоистая

доменная структура формируется в этих кристаллах, например, за счет вращения растущего кристалла в асимметрич- -ном тепловом поле, что приводит к образованию регулярных слоев роста и приуроченных к ним доменов. Периодические домены (слои необходимой толщины и ориентации) можно получить и при послеростовой электротермической обработки. Визуализацию доменной структуры можно произвести методом травления или электрооптическим методом. Толщины пластин-доменов в кристаллах нио.бата бария натрия и ниобата лития могут лежать в пределах 3-50 мкм и более.

0

5

Пример. Использование сегнетоэлектрического кристалла барийнатп.

риевого ниобата (лп пз - п 0,1)- толщиной доменов d 3 мкм при общем числе доменов N .- 10 дает возможность изготовить фильтр типа Шольца шириной полосы пропускания на полувысоте Л . 4 А, область непрозрачности (У/ 4-10 А (фиг. 2). Величина электрического поля, требуемого для нужного разворота индикатрисы показателей преломления в доменах, 1,7 кВ/мм.

Формула изобретен и я

Интерференционно-поляризационный фильтр, содержащий последовательно расположенные вдоль оси фильтра поляризатор, стопу из N идентичных дву- преломпяющих кристаллических пластин с азимутальными углами о/, между главными плоскостями пластин и главной плоскостью поляризатора, определяемыми рядом с/,- (-I) V, где d 45°/N; i 1,2,3,..,N, a также ортогональный поляризатор и анализирурального расстояния между соседними максимумами пропускания, стопа из N идентичных двупреломляющих кристаллических пластин выполнена в виде одноосного сегнетоэлектрического монокристалла с регулярной пластинчатой доменной структурой, на двух противолежащих боковых поверхностях которо- 10 го, параллельных полярной оси моно- кристялла, расположены электроды соединенные с источником питания, а векторы спонтанной поляризации в соседних доменах развернуты в противоющий элемент, отличающийся

тем, что, с целью улучшения селектив- 15 полояасые стороны и параллельны доменности фильтра путем увеличения спект- ной границе.

рального расстояния между соседними максимумами пропускания, стопа из N идентичных двупреломляющих кристаллических пластин выполнена в виде одноосного сегнетоэлектрического монокристалла с регулярной пластинчатой доменной структурой, на двух противолежащих боковых поверхностях которо- го, параллельных полярной оси моно- кристялла, расположены электроды соединенные с источником питания, а векторы спонтанной поляризации в соседних доменах развернуты в противо

Изобретение относится к оптическому приборостроению и позволяет улучшить селективность фильтра путем увеличения спектрального расстояния между соседними максимумами пропускания. В уст-ве стопа из N идентичных двупреломляющих кристаллических пластин 2,3... выполнена в виде одноосного сегнетоэлектрического монокристалла 4 с регулярной пластинчатой доменной структурой. Векторы спонтанной поляризации в соседних доменах-пластинах 2, 3 развернуты в противоположные стороны и параллельны доменной . границе. Под воздействием электрического поля оптические оси С каждого домена разворачиваются относительно оси Z, параллельной главной оси поляризатора 1, на азимутальные углы с/ . 2 ил. (Л оо оо со NU О5 СО .1

,olлн.eд W

о

21Я//2« /1 fi-fO

ZIX

(УЛ

5000

Составитель В. Кравченко Редактор Н. Рогулич Техред Л.Олийнык

Заказ 4214/34 Тираж 521 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий I13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.- 4/5

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

.2

9000

Корректор А. Зимокосов