Фильтр для инфракрасного диапазонаВОлН Советский патент 1981 года по МПК G02B5/20 

(54) ФИЛЬТР ДЛЯ ИНФРАКРАСНОГО ДИАПАЗОНА ДЛИН ВОЛНцию излучения произвольной длины вол ны в ИК диапазоне спектра. Цель изобретения - расчиренив спектрального диапазона монохроматизируемого излучения и выделение спек тральных полос пропускания с любой заданной длиной волны. Это достигается тем, что частицы входящие в состав рильтра, выполнены в виде агломераторов, состоящих из микронеоднородноствй, достаточно малых по сравнению с длиной волны,, показатели преломления которвж имеют различные значения. . Влиянием виутреннвй микроструктуры частнц агломератов на КУ оптические свойства можно пренебречь, ес ли, размеры микронеоднородностей значительно меньше длины волны (,03 0,05А). Эхо положение подеверждается результата ли исследования рассеивающих свойств двухслойных частиц и частиц с радиально из: лющимся показателем прелоглления. Оптические свойства такой квазиоднородной частицы можно описать эффективным показателем прело пения, усредненным по частицы Р(Л) - , (1 показатели преломления веществ, образующих частицы агломераты, 4jCvCMbi отдельных компонент. Заме15ял объем юе содержание отдеогьных Вс. Tts весовым, получаем (А), Щ - лес i -ой компоненты вещества-, входяиего в состав частиц - агломератов, P/J - удельный вес i -ой компонен ты . MaKCMtviyM полосы пропускания предлагаемого фильтра имеет место при дл не волны, для которой эфг вктивный по .;азгл.Ш1ь преломления частиц - агломератов равен показателю преломления окружающей среды Й(Д)Н Полойсительный эффект предлагаемог устройства состоит в том, что соответствугадий выоор веществ и использование частиц агломератов даёт воэмоясносяь создать дисперсионные фильт ры с плавно изменяющейся длинной вол ны спектральной полосы пропускания гграктиче :ки на любом участке спектра J3 том числе и в случае, когда невозможно подобрать пары веществ с пересекающимися кривыми дисперсии. Сущность изобретения поясняется примером описания работы фильтра, об разованного. частицами - агломератами в состав которых входит два вещества с различными кривыми дисперсии: окис магния и кристаллический кварц. Показатель преломления двухкомпонентирй частицы - агломерата fi(r. (4) /ж + УЛ Р2 I Р, РЗ относительные весовые концентрации МдО и SiOj соответственно. Относительные концентрации отдель- . них компонент, нeoбxoди lыe для образования фильтра с максимумом пропускания на длине волны АО , определяются из условия Й())). Р . ср (Яо)- Иа (Ло) fii Ра Hi(Ao)(o) Р2 Известно, что комбинация веществ 510яИ KBг не дает фильтрующего эффекта в области Л 2 мкм, так как кривые дисперсии этих двух веществ не пересекаются. Окись магния в среде из КВг Дсзт полосу пропускания при Лс 7,27 мкм. В области 4,08NA- 4,73 мкм нет ни одной пары веществ, из которых можно создать дисперсионный фильтр. Пользуясь соотношением (5), определяет относительные весовые концентрации МдО и SiO, необхс-ди№ле «лк образованкя фильтров для нескольких д;/: каэанного интервала, напримег,, д -i , 3 , 4,55 и 4,77 мкм. Т1о}.учй&м соответственно Р 0,465, 0,511, 0,55 (Рг- -р). Спектральное пропускание плоскопараллельного слоя, состоящего из рас-. сеивающих частиц с комплекснььм докаэателем преломления т(.Л )й(А)--1 )/ без учета отрая ения от поверхности слоя, определяется вырансениэм: ,a,,e4ic,t«Ssf l.e.p5-Pe f{|V bAilv iMl I - толщина слоя. Су доля объема частиц в единице объема слоя, Р - весовая концентрация частиц, |( (иj-je X -коэффициент ослабления излучения отдельной частицей/ D - диаметр частиц - агломераторов. Аналогично можно показать, что для создания фильтров с плавно изменяют щейся частотой пропускания в широком спектральном диапазона достаточно взять только два вещества в различных пропорциях вместо того, чтобы отыскивать новые с различными кривыми дисперсии. Например, частицы S102 среде из КС дают полосу пропускания при Ло 4,16 мкм, а частицы из МоО - КС 1 Ло 8,15 мкм. Для изготовления фильтров в диапазоне длин волн 4,16$Л 8,15 мкм требуется очень широкий круг веществCaCOj, , BaSO , NaCI, и др всего свыше десяти. В то же время предпагав1«:1е фильт ры, состоя1цие из частиц - агломерато 1 с различным относительным содержанием только двух веществ НдО и S lOj,, обеспечат монохроматизацию излучения любой длины волны из указанного выше.спектрального ди пазон|1. Использование предлагаемого филь ра по срсшнению с известным позволяет, расширить диапазон монохроматизируемого излучения, обеспечить монохроматизацию излучения с любой заданной длиной волны в максимуме пропускания, в том числе и на спектральных участках, где невозможно подобрать пары веществ с пересекающимися кривыми дисперсии. Формула. изобретения ияьтр для инфракрасного диапа на длин волн, состоящий из связующей среды с помещенными в нее частицами, отличающийся тем, что, с целью расширения спектрального диапазона монохроматизируемого излучения и выделения спектральных полос пропускания с защанной длиной волны Л , частицы выполнены в виде агломератов, составляющие компоненты которых размеры D $ 0,03 0,05Лг при этсм показатели преломления их не равны между собой и отлич1яы от показателя преломления среды. Источники информгиши, принятые во внимание при экспертизе 1.С. Смит и др.. Обзор современного уровня РАЗВИТИЯ инфракрасньис фильтров. Сб. Ин(й акрасные фильтры в косьшческих исследованиях. М., 1977. 2.Applied Optics, 5, 403, 1966. 3.Борисевич Н. А. к др. Инфракрасные фильтры, Минск,Наука и техHHKaJ 1971, с. 163-166, (прототиф