Фазосдвигающее устройство Советский патент 1983 года по МПК G02B5/28 

1 .

Изобретение относится к области оптическому приборостроению и может най, ти применение в лазерах, топографических установках и в других оптических системах для преобразования состояния поляризации излучения.

Известны конструкции оптических устройств, которые создают определенный сдвиг по фазе мегкду линейно поляризо ванными компонентами электрического вектора Е световой волны.

В ячейке Керра, содержащей рабочую среду и конденсатор, между обкладками которого создается однородное электрическое поле, фазовый сдвет между S и Р компонентами вектора Е создается по перечным электрическим таопелл. Рабочей средой может быть кристалл или жидкость l.

Недостатками ячейки Керра $тляются: вебольшая линейная апертура, высокое управляющее напряжение, а при испошязовании жидкости (нитробензол, сероугп&род;- нелинейные эффекты при большой интенсивности излучения.

Наиболее близким по технической супьности к предлагаемому является фазосдвигающее устройство, содержащее под- ложку в расположенное на ней многослой|ное интерференционное покрытие, состоящее иа системы чередующихся с высоким И и ввзким И ц показателями прелом. ления слоев, причем слой прилегающий ,

10 к подложке выполнен из вещества с высоким показателем преломления f 21 .

Недостатком известного устройства явтгается то, что в нем обеспечивается сдвиг фазы между & и Р компонентами

5 только HaiC/2.

Кроме того, к недостаткам взвесткого устройства можно отнести практическую невозможность его реешизаиии кэ-оа раз

20 оптических толщин всех слоев его составляющих.

Целью настоящего изобретения являет а ся увепспеиие диапазона сдвига фаз между 5 Ир компонентами отТГ/4 до 7 увеличенда линейной апертуры. Указанная цель достигается тем, что в фазосдвигающее устройство, содержащ подложку и расположенное на ней много спойное интерференционное покрытие, со стоящее чэ системы чередующихся с вы соким VI g и низким Ц ц показателями прелсыления слоев, причем слой, прилегающий к подложке выполненвз веществ с высоким показателем предомления, до полнительно введена вторая интерференционная система из нечетного числа слоев, .симметричная первой относительн наружной поверхности дополнительно вве денного в нее со стороны воздуха слоя с высоким показателем преломления, причем : .М, ,, (,--CO,4040,50U где d и (3 У - оптические толщины слоев с высоким показателем преломления второй и первой интерференционных систем соответственно; - оптические толщины слоев с низким показателем преломлени второй и первой интерференционных сиотем соответственно; Др - рабочая длина волны излучени при этом Na.7N,MNaeg- 71, где N , М - число слоев во второй первой интерференционной системе соответственно. На фиг. 1 изображена конструкция предлагаемой фазосдвигающей системы, которая содержит плоскопараллельную пластину 1, первую симметричную систему 2 и вторую симметричную систему 3. На фиг. 2 представлены спектральные зависимости фазового скачка между S и - компонентами при различных углах падения. Каждая аз симметричных систем содеркит нечетное число оюев, причем оптические тогацины слоев с высоким показателем каждой ю систем преломления равны между собой и оптические толщины слоев с низким показателем Преломления каждой из систем также равны между собой. Слои с высоким пока затепем преломления на фиг. 1 заштрихованы. Количество слоев в с 1мметричных системах N и Ыа зависит от требуемого значения коэффициента отражения: чем больше М/| и N ®м выше коэ4 фиииент отражения, и от величины отношения -уД : чем больше - , тем меньще могут быть VJ-1 и М. Данному фазосдвкгающему устройству присущ значительный диапазон сдвига фазы при отражении между S и Р составляющими от 1 доГ . Практическая реализация предложенного фазосдвигающего устройства не . представляет особых сложностей, так как оптические толщины всех нечетных также как и четных слоев равны между собой, как в первой, так и во второй интерференционной системе. Значения показателей преломления слоев могут изменяться в интервалах 1,35-$У1ц 1,5О и 1,90 ,40, пластины - 1,,й1,85. В частности, в качестве примера пред,ставлено устройство из двух интерференционных : систем, каждая вз которых содержит 21 слой, а оптические толщины нечетных слоев первой системы равны 0,92 (ед.), а четных слоев - О,9О(ед.), Во второй интерференционной .системе, оптические толщины нечетных слоев равны О,97 (ед.), а четных слоев - 1,03 (ед.). Все это справедливо для Ип 2,О, ,46, а нумерация слоев вдет по порядку от первого слоя первой интерференционной системы. Эффективность предлагаемых фазоодвигающих устройств подтверждается представленными на фиг. 2 спектральными зависимостями разности скачка фаз при отражении между S и р компонентами шлучения для конструкции предложенного покрытия. Кривые 1,2 и 3 соответствуют углам падения кзлучения 25. 27° и 29°. Данное фазосдвигающее устройство позволяет значительно расширить диапазон сдвига фазы между S и Р компонентами, увеличить апертуду, увеличить возможность практической реализации таких устройств, что позволит использовать их в оптических системах для преобразования состояния поляризации излучения. Формула изобре те н и я Фазосдвигающее устройство, содержащее подложку и расположенное на ней

многослойное интерференционное покрытие, состоящее из системы чередующихся с высоким Vljj и низким Ищ показателями преломления слоев, причем слой, прнлегаюпшй к подложке, выполнен из

вещества с высоким показателем преломления, отличающееся тем, что, с целью увеличения диапазона сдвига фаз между 9 и Р компонентами от J до1С и увеличения линейной аппаратуры, в него дополнительно введена вторая интерференционная система из нечетного числа слоев, симметричная первой отшюитёпьно наружной поверхности дополнительно введенного в нее со стороны воздуха слоя с высоким показателем преломления, причем

4| -WOH;xs, i|W.Mi f|r о,9,|; dg-dyHOfia -о,50)Ло

гдеб и 3 - оптические толщины слоев с высоким показателем преломления второй и первой интерференционных сиотем соответственно;

«d - оптические толщины слоев с меньшим показателем преломл ния второй и первой иетерферешхиоиных систем соответственно;

А-о- рабочая длива волны излучения при этом

Ylfe N 7/N iMNae - 7a,5,

где MI и K - число слоев во второй и первой ивтерференционной систе ме соответственно.

Источники информации, принятые во внимание пра экспертвзе

1. Белостоцкий Б. Р., Любавский Ю.В Овчинников В.М. Основы лазерной техники, М., Советские радио, 1972, с, 1О6-116

2.AppEied Op-tics. 198О, V 19, № 16,p. 2688-2692 (прототип).

fff. f f,Wr.ff f.,