Оптический фильтр Советский патент 1991 года по МПК G02B5/30 

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в устройствах, предназначенных для монохрома-газации пада- ющего излучения, селекции естественного света определенной длины волны, в квантовой электронике, астрофизике, в системах оптических линий связи, в устройствах контроля чистоты окру- жающеЙ среды, а также в других областях прикладной оптикио

ЦеЛью изобретения является расширение функциональных возможностей фильтра путем формирования по край- ней мере двух независимых полос пропускания и увеличение коэффициента пропускания фильтра для естественного излучения.

На фиг. 1 представлена структур- нал схема оптического фильтра; на фиг. 2 - спектры пропускания естественного излучения фильтров для одинаковых оптически активных элементов (кривая 9) и для элементов различного химического состава (кривые 10, 11); на фиг. 3 - спектры пропускания фильтра, двулучепреломляющие элементы которого выполнены в виде набора монокристаллов различного химического состава.

Оптический фильтр включает поляризатор 1 и анализатор 2, выполненные в виде поляризационных светоделитель- ных элементов, например в виде поляризационных призм, два ограждающих элемента 3 и 4, например два металлизированных зеркала, и два оптически активных монокристаллических элемен- та 5 и 6 со знакопеременным двулуче- преломлением, оптические оси которых совпадают с главной плоскостью поляризатора 1 или анализатора 2. При этом поляризатор 1 и анализатор 2 размещены, соответственно, на входе и на выходе схемы интерферометра Майкельсона, которую они образуют совместно с отражающими элементами 3 и 4, а оптически активные элементы 5 и 6 установлены, соответственно, в каждом из плеч схемы интерферометра Майкельсона и выполнены или из монокристаллов одинакового химического состава или в виде монокристал- лов различного химического состава. При необходимости в схему могут быть введены дополнительные поляризаторы 7 и 8.

Оптический фильтр работает следующим образом.

Излучение, падая на входную грань поляризатора 1, на воздушном зазоре пространственно разделяется по состоянию поляризации,

Излучение вертикальной составляющей поляризации проходит через призму 1 и падает на оптически активный монокристаллический элемент 6 со знакопеременным двулучепреломлением, после прохождения которого падает на поляризатор 8 с главной плоскость поляризации, ортогональной поляризатору 2.

В монокристаллах со знакопеременным двулучепреломлением существует такая длина волны ft, при которой линейное двулучепреломление п 0. При этом интенсивность излучения, прошедшего через систему 1-6-8, определяется выражением

I I0sin2ad,

(1)

, 5

0

где I, 10 - интенсивности прошедшего и падающего излучения соответственно;

а - удельное вращение плоскости поляризации в элементе 6 ,j

d - толщина элемента 6.

Таким образом, толщина элемента 6 должна удовлетворять соотношение d ff/Za.

Излучение горизонтальной составляющей поляризации после отражения от металлизированного зеркала 3 распространяется колинеарно излучению вертикальной составляющей поляризации и падает на поляризатор 7, служащий для увеличения степени поляризации. После прохождения оптически активного элемента 5 со знакопеременным двулучепреломлением оно падает на входную грань поляризационной призмы 2 с главной плоскостью поляризации, расположенной.вертикально.

Таким образом, в поляризационной призме 2 проходит совмещение потоков, проходящих системы 1-6-8-4-2 и 1-3-7-5-2.

Пример. В качестве поляризационных призм 1,2 использовались поляризационные призмы Глана в модификации Тейлора с просветленной, скошенной под углом 10 , гранью, служащей для вывода излучения гори

5

зонтальной поляризации, поляризаторы 7 , 8 - пленочные дихроичные поляроиды, зеркала 3,4 - с наружным алюминированием. В качестве двулуче преломляющих элементов 5, 6 использовали наборы оптически активных монокристаллов со знакопеременным двулучепреломлением, приведенные в таблице.

На фиг. 2 представлен спектр пропускания фильтра с набором элементо I (кривая 9). Величина пропускания фильтра для падающего естественного излучения в максимуме полосы составляет Т 63% при полуширине спектральной линии по уровню Т 0,5-15Я.

На кривых 10, 11 представлен спектр пропускания фильтра с наборо элементов II. Спектр пропускания фильтра составлен суперпозицией полос пропускания на длинах волн 0,814 и 0,493 мкм.

На фиг, 3 представлен спектр пропускания фильтра составных элементо (набор III)о

Спектр пропускания фильтра состален суперпозицией четырех полос пропускания на длинах волн 0,493 мкм; Ь,4975 мкм; 0,814 мкм; 0,835 мкм. Фо-рмула изобретени

Оптический фильтр, содержащий поляризаиор, оптически активный монокристаллический элемент со зна

0

5

0

5

0

главкопеременным двулучепреломлением и анализатор, главная плоскость поляризации которого ортогональна главной плоскости поляризатора, а опти- ческая ось элемента совпадает с ной плоскостью поляризатора или анализатора, отличающий- с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей фильтра путем формирования по крайней мере двух независимых полос пропускания и увеличения коэффициента пропускания фильтра для естественного излучения, в него введены два отражающих элемента и второй оптически активный монокристаллический элемент со знакопеременным двулучепреломлением, оптическая ось которого совпадает с главной плоскостью поляризатора или анализатора, поляризатор и анализатор выполнены в виде поляриза - ционных светоделительных элементов и размещены соответственно на входе и на выходе схемы интерферометра Майкельсона, которую они образуют совместно с отражающими элементами, а оптически активные элементы установлены соответственно в каждом из плеч схемы интерферометра Майкельсона и выполнены из монокристаллов одинакового химического состава или в виде монокристаллов различного химического состава.

0№

agfv

Л к

Изобретение относится к области оптического приборостроения, в частности к устройствам, предназначенным для -монохроматизавдш падающего излучения, селекции естественного света определенной длины волны. Оптический фильтр включает поляризатор 1 и анализатор 2, выполненные в виде поляризационных светоделительных элементов, например в виде поляризационных призм, два отражающих элемента 3 и 4, например два металлизированных зеркала и два оптически активных монокристаллических элемента 5 и 6 со знакопеременным двулучепреломлением, оптические оси которых совпадают с главной плоскостью поляризатора 1 или анализатора 2. При этом поляризатор 1 и анализатор 2 размещены соответственно на входе и на выходе схемы интерферометра Майкельсона, которую они образуют совместно с отражающими элементами 3 и 4, а оптически активные элементы 5 и 6 установлены соответственно в каждом из плеч схемы интерферометра Майкельсона и выполнены или из монокристаллов одинакового химического состава, или в виде монокристаллов различного химического состава. При необходимости в схему могут быть введены дополнительные поляризаторы 7 и 8, Благодаря такому выполнению расширяются функциональные возможности фильтра путем формирования по крайней мере двух независимых полос пропускания, реализуемых в каждом из плеч, и увеличивается коэффициент пропускания фильтра для естественного излучения. 3 ил. i (Л о 00 00 О со ел 8

, loTvy . v/X

О.Ч9Э

ом

ФИГ. J

Редактор М. Циткина

Составитель В0 Кравченко

Техред Л.ОлинныК Корректор Н. Ревская

Заказ 928

Тираж 333

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раунюкая наб., д. 4/5

0.8f4

OJHS

Л мкм

Подписйое