Просветляющийся оптический фильтр Советский патент 1993 года по МПК C03C3/78 

Изобретение относится к нелинейной оптике, в частности к стеклообразным оптическим фильтрам, просветляющимся под действием мощного лазерного ИК-излуче- ния, которые могут найти применение в качестве пассивных затворов, модуляторов света и т.д.

Известен просветляющийся оптический фильтр из стекла ЖС-18 для синей области спектра.

Наиболее близким по технической сущности является просветляющийся оптический фильтр на основе стекла КС-19 (2). Фильтр из стекла КС-19 работает в красной области спектра.

Стекла ЖС-18 и КС-19 относятся к ок- сидным силикатным стеклам, активированным сульфоселенидом кадмия: (мас,%): 55...65 5Ю2; 2...10 В20; 10...18 ZnO; 7...12 Na20; 8... 13 К20. Оптические (крутой край полосы поглощения, интенсивная люминесценция) и нелинейные свойства стекол ЖС,

ОС и КС обусловлены содержанием в них микрокристаллов CdSi-xSex. В зависимости от содержания кадмия, серы и селена в стекле, а также от условий термообработки длинноволновая граница поглощения может сдвигаться в достаточно широком ин-. тервале (400...500) нм у марок ЖС, (500...600) нм-ОС, (600...700) нм - КС.

Цель изобретения - увеличение пропускания под воздействием лазерного ИК-из- лучения.

Поставленная цель достигается тем, что просветляющийся оптический фильтр выполнен в виде плоскопараллельной пластинки из стекла следующего состава, мас.%:

Si02. 64,64...79,30 СаО 4,62...12,06 Na20 15,34...22,56 CuinS2(i-x)Se2x 0,5...2,0, ,1...0,7.

(Л

С

F

VI 00 VJ

О О СО

Обнаружено нелинейное поглощение у стекол, активированных CulnS2(i-x)Se2x, где х изменяется от 0,1 до 0,7, выражающееся в увеличении пропускания в ближней инфракрасной области спектра с увеличением ин- тенсивности возбужденного излучения, в то время как сами твердые растворы полупроводников и CulnSe2 не просветляются.

Источником возбуждения служит пико- секундный неодимовый;лазер(Лген.. 1,064 нм). Плотность потока, падающего на образец излучения, изменялась путем установки перед стеклом калиброванных нейтральных светофильтров, Для компенсации измене- ния пропускания образца перед регистрирующей системой устанавливали дополнительный блок нейтральных фильтров.

При 300°К измеряли изменение оптиче- ской плотности стекол

АД/До (Дз-Да)/До, где Д5 - оптическая плотность при потоках около 200 МВт/см2, Д0 -оптическая плотность при малых потоках возбуждения.

В таблице приведены конкретные составы стекол, активированных твердыми растворами CulnS2(i-x)Se2x, и характеристики просветляющегося оптического фильтра,

представляющего собой плоскопараллельную пластинку толщиной 2 мм, изготовленного из этих стекол, при ЗООоС в сравнении с прототипом.

Испытания показали, что по фотохимической устойчивости стекла, активированные CulnS2(i-x)Se2x, не уступают стеклам ЖС-18 и КС-19. Достигнутое увеличение пропускания в ближней инфракрасной области спектра при высокой фотохимической стабильности, позволяет использовать указанные стекла в различных устройствах нелинейной инфракрасной оптики (пассивные затворы, модуляторы света и др,).

Формула изобретения

Просветляющийся оптический фильтр, выполненный в виде плоскопараллеяьной пластинки из стекла, содержащего Si02, №20, отличающийся тем, что, с целью увеличения пропускания под воздействием лазерного ИК-излучения, фильтр выполнен из стекла, дополнительно содержащего СаО и твердый раствор CulnS2(i-x)Se2x, где х изменяется от 0,1 до 0,7, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Si02- 64,64-79,30;

N320-15,34-22,56;

СаО-4,62-12,06;

(i-x)Se2x, где х 0,1-0,7, - 0,5-2,0.

Использование: в качестве пассивных затворов, модуляторов света и других устройств нелинейной оптики. Сущность изобретения:, просветляющийся оптический фильтр выполнен в виде плоскопараллельной пластинки из стекла следующего состава: оксид кремния 64,64-79,30% БФ S102, оксид натрия 15,34-22,56% БФ Na20, оксид кальция 4,62-12,06% БФ СаО, твердый раствор 0,5-2,0%, БФ CulnS2(i-x)Se2x, где х (0,1.,.0,7). Изменение оптической плотности 0,11-0,38 на длине волны 1,064 мкм, 1 табл.