Твердотельный оптический фильтр и способ его получения Советский патент 1982 года по МПК C09K9/00 

1

Изобрете ше относится к изготовлению оптических фильтров, в частности к составам и способам изготовле1шя твердотельных оптических фильтров, которые могут использоваться в лазерной и вычислительной технике, в оптической локации и связи.

Известны жидкостные оптические фильтры, представляющие собой раствор оптически поглощающего вещества в органических растворителях, например жидкостной светофильтр на основе растворов метилбензотриезола, трансстильбена, тетрацена и 1,2-бензодифенилен-сульфида в ацетоне 1.

Приготовление раствора красителя для жидкостного фильтра несложно, однако применение вредных, легколетучих органических растворителей требует специальных условий. Hcnapefffle растворителя влечет за собой увеличение концентрации поглощающего вещества и изменение оптических свойств фильтра. Регулировка оптической плотности жидкостного фильтра осуи1ествляется при 1ромоздкого набора кювет с дискрет ными величинами начальных пропусканий-;

кроме того эти фильтры обладают низкой фотохимической стабильностью.

.Известен оптический фильтр, состоящий из прозрачной матрицы-основы, наполненной резонансно поглощающими веществами, например в виде композищш, состоящей из полисилоксановой жидкости и дисперсного кремнезема 2.

Такой фильтр оптически прозрачен и предназначен преимущественно для увеличе кия пропускания излучения. Он представлягт собой материал типа смазки, способный течь под нагрузкой.

Известен также твердотельный оптический фильтр, содержащий окращивающий компонент в виде тетрафенил порфина, представляющего собой металлпроизводное фтапоцианина, играющего роль резонансно поглощающего вещества, распределенного в полимерной полиакрилоэфирной основе.

Способ получения такого фильтра заключается в смеще1ти полимерной основы и окра1шшающего компонента и отверждения 3, смеси на стеклянном субсграте путем высушиван.ия при 145 С 1. Этот филы} не может обеспешть плавно регулировки оптической плотности, кроме TOSO его фотохимическая стаЬнльноогь падае уже при воздействии вольфрамовой ламны, что не позволяет применять его в лазерной техршке. Цель изобретеш-5я - ;;х;вь5ше1ше фотохими ческой стабильности и обеспечения обратимо упругих свойств твердотельного оптического фильтра. Поставленная цель достигается тем, что твердотельный оптический фильтр, включаитщий полимерное связума ее и окрашивающи компонент, содержащий металлопроизводиое фталоцианина, содержит в качестве полимер ного связуюпдего полиэтилгидридсилоксано вую жидкость, а в качестве окрапшвающего компонента - высокодисперсный кремнезем модифицированньш фталоциагшном хлористого галлия, при следующем ооотношеюяи компонентов, вес.%: Высокодисперсньш кремнезем, модифицированный фталоцианином хлористого галлияi,О-10,0 Жидкость90:0-99,0 Фильтр содержит высокод ;сперси лГ. .крем незем, модифицированный фталоциаьшном хлористого FEJimiH, в количестве 0,05- 1,5 вес.% В способе получения твердотельного опгического фильтра, включающем смешеьше полимерного связующего и окрашивающего компонента и полимеризацию-отвержд, пол ченной смеси, полимеризацию-отвгрждешк смеси из полиэтилгидридсилоксановой жидкости и высокодисперсного кремнезема, модифицированного .указанным сосдине1шем осуществляют под действием радиационного облучения дозой 40 - 16510 Дж/кг. Дисперсный кремнезем, модифицированный фталоциаюшом хлористого галлия, полу чают при взаимодействии поверхности кремнезема с парами или раствором фталоцианина хпористого галлия. Оптимальность количества мод.чфнцированного кремнезема в композиции от 1 до iO вес.% обусловлена разли шь м содержагшем красителя в нем. Минимальное .гво красителя в смеси определяется чувствительностью йрибора, а максимальное ограничивается расслоением смеси при введешш в полиэт -шпадридсилоксановую жидасость количества дисперсного кремнезема более 10 вес.%. 1 Максимальное количество красителя сорбк рованного кремнеземом из насыщенного ; раствора зависит от удельной поверхности дисперсного крегчшезема и составляет 1,5 вес.% для дисперсного кремнезема с наибольшей удельной поверхлостью до 400 . Минимальное количество красителя сорбироваяное на кремнеземе до 5 вес.% определяется тем, что для обнаружения концентраЩ И красителя меньшего количества необходимо ввести более 10 вес.% дисперсного кремнезема, что как указано выше, приводит к нежелательному расслоению полимера. Оптимальность радиационного облучения смеси дозой 4010 Дж/кг определяется тем, что такая доза достаточна для инициирова шя полимеризации и дополюнельной сшивки молекул. Меньшее количество излучения не приводит к изменениям в структу ре полимера, а облучегдае большей дозой неэкономично. Предлагаемый твердотельный оптический фильтр имеет повышенную фотохимическую стабильность и обратимо упругие, свойства.Поглощение фильтра падает после облучения вольфрамовой лампой при плотности облучения 2-10-2-10 Вт/м Предлагаемый светофильтр, изготовленный в виде пассивного затвора для модуляции лазерного , не изменяет оптической плотности при более мощном облучении плотностью до IlO Вт/м, например при лазерном облучении и в течение большого рабочего времени до 500-600 ч. Фотохимическая.;{ стабильность предложенного светофильтра значительно превьш1ает аналогичный показатель фильтра по известному способу, Предлагаемый фильтр, изготовленный в виде матриць, имеет обратимо упругие свойства. Получештый на основе данного фильтра материал в виде матрицы меяоду двумя пластинами или в специальной кювете может сжиматься и разжиматься, соответстве1шо увеличивая или уменьшая оти ческую плот-. ность. Изменение толщины слоя такого материала позволяет изменять начальное пропускание в пределах 0-90%. Этот фильтр позволяет менять мощность генерируемых световых моноимнульсов от 1 до 25 МВт. Пример 1. 50,0 мг моднфицированного фталоцианином хлористого галлия аэросила марки А-17 5 с содержанием красителя 0,025 мг (0,05 вес.% от количества азросила) смешивают с 450 мг полиэтилгидрид