Дисперсионный фильтр Советский патент 1976 года по МПК F21V9/06 

(54) ДИСПЕРСИОННЫЙ ФИЛЬТР

1

Изобретение относится к светофильтрам.

Известны дисперсионные фильтры из твердых компонентов, из которых один смешан со стеклянными телами в качестве дополнительного твердого компонента, причем твердые тела имеют показатель преломления пт 1,568- 1,576 и среднюю дисперсию 0,009-0,015, а другой твердый компонент - пластмасса с показателем преломления при 20°С 1,560- 1,568 и средней дисперсией (Ир-пс) 0,014- 0,016. Температурный градиент указанной пластмассы лежит в пределах (1-4) 10- град-1.

Улучшение фильтрующего действия может быть достигнуто путем увеличения обш,ей толщины дисперсионного фильтра по направлению проходяш,его через него света или повышения числа поверхностей раздела на единицу длины за счет уменьшения среднего размера используемых стеклянных тел. Однако, с одной стороны, по конструктивным соображениям часто недопустимо произвольное увеличение толш,ины дисперсионного фильтра, а с другой - по технологическим причинам необходимо обеспечить возможность хорошего отвода тепла, выделяюш,егося при отвердевании пластмассы. Кроме того, по мере уменьшения размера стеклянных тел из-за растуш,ей при

этом склонности к образованию воздушных включений увеличиваются трудности при смешении стеклянных тел с пластмассой. Выход при получении определенной фракции стеклянных тел уменьшается по мере усиления степени измельчения.

Для повышения качества фильтра с одновременным уменьшением его толщины стеклянные тела выполняют в виде волокон, расположенных преимущественно параллельно друг другу, предпочтительно в плоскостях, перпендикулярных к главному сечению дисперсионного фильтра.

Стеклянные нити или стеклянные волокна значительно проше вводятся в жидкую пластмассу, чем стекло, измельченное в порошок, практически без всяких воздушных включений. Кроме того, таким образом можно сравнительно просто непрерывным способом изготовлять большие пластины или ленты для дисперсионных фильтров с плоскопараллельными поверхностями, из которых можно потом вырезать или выштамповывать отдельные фильтры требуемых размеров.

Иити или волокна имеют диаметр предпочтительно 8-30 мкм. Стеклянные нити этого размера получают проще, чем измельченное в порошок стекло соответствующей фракции

зерна. При этом практически не получается брака, что является преимуществом ввиду довольно высокой стоимости применяемого оптического стекла. Таким образом, можно изготовлять дисперсионные фильтры, которые

1

при толщине слоя в 1 мм имеют

0.03

Х2 600-2000 оптически активных

0,008

поверхностей раздела. Множитель 2 объясняется тем, что световые лучи проходят через оптическую поверхность раздела сред и при входе в стеклянную нить и при выходе из нее. Изобретение дает возможность получать дисперсионные фильтры высокого качества с небольшой толщиной слоя фильтра.

Расположение волокон параллельно друг другу в плоскости, перпендикулярной к плоскости главного сечения дисперсионного фильтра, дает следующее преимущество перед фильтром со стеклянными телами в виде зерен.

При дисперсионном фильтре со стеклянными зернами рассеиваемый на этих зернах свет направлен анизотропно, тогда как в фильтре с параллельными стеклянными волокнами с пластмассовым наполнением, вследствие симметрии фильтра относительно оси, параллельной оси волокон, свет рассеивается преимущественно в плоскости, вертикальной оси волокон. Рассеянный дисперсионным фильтром свет практически виден только в этой плоскости. Действие дисперсионного фильтра заключается в том, что падающий на него белый свет разлагается на пару дополнительных цветных компонент, а именно на компоненту, свободно проходящую через фильтр, и на дополнительную цветную компоненту, которая рассеивается на поверхностях раздела образующих фильтр сред и отклоняется таким образом от первоначального направления. Если же наблюдать дисперсиоиный фильтр, полученный с применением измельченного в порошок стекла, в проходящем через него параллельном световом пучке нод различными углами, то во всем телесном угле хотя обычно с малой интенсивностью виден только дополнительный цвет рассеянного света, а в самом пучке - свободно пропускаемая дополнительная компонента. В отличие от этого через предлагаемый фильтр обычно мешающий рассеянный свет виден только в плоскости, пер пендикулярной к осям волокон. Пропускаемая часть света не изменяется из-за параллельности стеклянных волокон.

Ориентированием параллельных стеклянных нитей в дисперсионном фильтре можно достигнуть того, что плоскость, в которую падает рассеянный свет, перекрывается нолевой диафрагмой, вследствие чего для наблюдателя виден только свет, пропущенный без рассеяния.

Формула изобретения

Дисперсионный фильтр, состоящий из затвердевщей пластмассы, смешанной со стеклянными телами с показателями преломления пв 1,560-1,568 и 1,568-1,576, средней дисперсией (пр-пс) 0,014-0,016 и 0,009-0,015 при 20°С соответственно и температурным градиентом коэффициента преломления пластмассы (1-4)-Ю- град-, отличающийся тем, что, с целью повышения качества фильтра с одновременным уменьщением его толщины, стеклянные тела выполнены в виде волокон, расположенных преимущественно параллельно друг другу, предпочтительно в плоскостях, перпендикулярных к главному сечению фильтра.