Оптический фильтр
ОПТИЧЕСКИЙ ФИЛЬТР, содержащий призму из прозрачного матво , риала, уставовлейв гю с возможностью хюЬорота, представп51ющую co6ofi в сечевки параллелограмм, с короткими входг вой и вызсодной гранями и длинными Отражающими гранями, с поглощакшбшипоlo pafKOMsM t WK&it&maKtitia. б бтражаю-, йщх граней воздушным вромежутксяи, отличают и и с я тем, что, с Целью одновременного шга рЕ1эдельнссх й у1енения граничных частот полбсы пропускания ДЛ 1О А, оя допогшитель- . но призмой, выпопненной из прозрачного материала, представляющей собой в сечении параллелограмм, с корот кой входной гранью, расположенной параллельно выходной грани первой призмы, и длинными выходными грана
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
С«И««««
РЕСПУБЛИК
ГОСУДФРСТВЕННЬЮ КОМИТЕТ СССР
flO ДЕЛАМ ИЗСЬРЕТЕНИЙ И ОП (РЬПЪЙ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ удр Q 02 В 5/20 е
1: (21) 3353032/ 18 10 (22) 10.11.81 .(46) 15.04.83. Бюп. И 14 (72) А. Е. Данилов, Г. K Склизков, С. И. Федотов и- В., А. 0итович (71) Oppesa Ленина физический институт им. П.. Н. Лебедева .. (53) 535.345.66(088.8) (56) 1. Еорисевич H. А. и др. Инфракрасные фильтры. Минск. Наука и тех. ника», 1S71, с. 69 -80;
2. Авторское свидетельство СССР .
Ж 637767, кл. Q 02 В 5/20, 12.01.77 (прототип).. (54) (57) ОПТИЧЕСКИЙ ФИЛЬТР, со . держащий призму из прозрачного мате-, риала, . установленную .с воэможностью . поворота, представляющую собой в сечении параллелограмм, с короткими вход . ной и выходной: гранями и длинными отражакнцими гранями, с погпошаюнап и помрввстями, отделенными от ощажаю-, щих граней воздушным промежутком, о т л и ч а ю щ и .й с я тем, что, с йепью одновременного или раздельного -изменения граничных частот полосы („Я0„„1012176 . пропускания CQ7 10 Х, он дополнительно снабжен призмой, выижненной иэ прозрачного материала, представляющей собой в сечении параллелограмм, с корот- кой входной гранью, распопоженной па- раллельно выходной грани первой призмы, и длинными выходными гранями, а грань второй призмы, противопопожная ее входной грани, снабжена поглошающей поверхностью, отделенной от нее воздушным промежутком, при етом вторая призма установлена с возможностью независимого поворота вокруг оси, перпендикулярной плоскости главного сечения, а угол взаимного разворота призм определяется соотношением 9
Of =at.С9 n ОГ.С5in и 1 с
1 1
rp2 гр.1 где pp q -.заданная дцннновопновая граница полосы пролусканиюг, Д - заданная коротковолновая гр граница полосы пропускания
% - роказатеж преломления.ма риала призм.. 1012И6
Изобретение относится к оптике и может быть использовано в спектральных приборах-и других системах, для выделения полосы спектра излучения.
Известны полосовые фильтры, действие которых основано на избирательном погло щении света вещества $ 1 g .
Недостатком данного фильтра является большая ширина переходных областей, 10 кроме того, он не поаволяет варьировать границы полосы проц;скания в широком спектральном интервале.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является оптический . фильтр, содержащий призму выполненную из прозрачного материала, установленную с возможностью поворота, представляющую в сечении параллелограмм с короткими .входной и выходной гранями и длинными отражающими гранями и поглошающие поверхности, отделенные от отражающих граней воздушным промежутком (2 g .
Недостатком этого фильтра является то, что он не может служить для цели узкополосной фильтрации и является фильт- ром для всей коротковолновой части спектра, т.е. для всех Л < А
Белью изобретения является одновременное или раздельное .изменение граничных частот полосы пропускания сИ rg 10 Л З0 во всей области прозрачности материала.
Указанная цель достигается тем, что оптический фильтр, содержащий призму, выполненную из прозрачного материала, установленную с возможностью поворота, представляющую в сечении параллелограмм с короткими входной и выходной гранями и длинными отражающими гранями, и поглощающие поверхности, отделенные от отражающих граней призмы воздушным 40 промежутком, дополнительно снабжен призмой, выполненной из прозрачного материала, представляющей в сечении параллелограмм с короткой входной гранью, расположенной параллельно выходной гра- 45 ни первой призмы, и длинными выходными ! гранями, а грань, противоположная входной грани второй призмы снабжена поглощающей поверхностью, отделенной от нее воздушным промежутком, при STQM вторая призма установлена с возможностью независимого поворота вокруг оси, перпендикулярной к плоскости главного сечения, а угол взаимного разворота призм определяется следующим соотношейием
1 1
g =агс п „„ а -С5iA „,. где Я -г - заданная длинноволновая граница полосы пропускания;
Лгр2 -. д ая Кор тко граница полосы пропускания; ф - показатель преломления материала призм.
На чертеже изображено сечение предложенного фильтра.
Призмы 1 и 2, представляющие в сечений параллелограмм, выполнены из прозрачного материала с показателем пре4 ломления %(Ъ ), зависящим от дпины волны. Две поглощающие поверхности 3 расположены вдоль отражающих граней прюмы 1, являющихся светоделительны-, ми поверхностями, и отделены от них воздушным промежутком. Поглощающая ,поверхность, 4 закрывает торцовую грань,: противоположную входной грани призмы 2 и, также, отделена от нее воздушным промежутком.
Устройство работает следующим образом.
Коллимированный пучок света пройдя входную грань призмы 1 вблизи ее нормали падает на отражающую грань под уг4 лом = с<гсз1п являющимся пре(Гp1) дельным углом полного внутреннего отра= жения для Ai-pq и углом полного внутреннего отражения для веех jl Гр где A rp q — длинноволновая граница йо« лосы пропускания. Свет с длиной волны меньшей 3 гр - отражается светоделительной поверхностью без потерь, если же его длина волны больше 3 pq то он частично проходит через отражающие поверхности, затем проходит воздушный зазор и гасится на. поглощающих поверхностях. Доля отраженного света тем меньше, чем больше разность Л- Я ГР 1 Свет претерпевает внутри призмы несколько последовательных отражений, после чего выходит через короткую грань призмы 1 и, пройдя воздушный промежуток, попадает на входную короткую грань призмы 2 вблизи ее нормали. Механизм переотражений света .в призме 2 аналогичен механизму переотражений в призме 1. При последовательном переотражении от светоделительных граней призмы 2 формируется три пучка: один, выходящий через торцовую, короткую грань приамы 2 и попадающий на поглощающую поверхность 4, длина волны котопучкаэ . щиеся результатом полосовой фильтрации, 3 1012176 4 каждый с длиной волны Л, где 3„ро (Предлагаемый фильтр может заменить гр 1 1 1p7. (Я < P .1 а Л,- .- — коротковолновая в оптических схемах интерференционные граница йолосы пропускания. Угол откло- полосовые фильтры. Определяющими в пения пучков света, входящих в призмы такой замене явлщотся следующие спе1 и 2, от нормалей к входным граням g циальные свойства предложенного фильтварьируется независимым поворотом ра: возможность управления границами призм и позволяет изменять обе грани- фильтрации, высокая лучевая прочность, цы полосы пропускания в широком диапа- долговечность, простота изготовления, зоне частот. Коэффициент пропускания . низкая стоимость. Например одно лишь фильтра после N.îòðàæeíèé равен Я(ЛЦ .. 16:свойство - воэможность управления rpa2N Предложенный фильтр позволяет полу- - ницами частотной фильтрации может случить спектральную характеристику почти:- жить замене в оптических схемах нескольпрямоугольной формы с узкими (1-5 А) ких дорогостоящих интерференционных переходными областями и перестраивае- фильтров одним фильтром предложенного мыми длинноволновой и коротковолновой, 1$ типа. :границами полосы про ускаиия, что позволит применить его в спектральных при- Предложенный фильтр может быть борах и различных оптических схемах, использован в мощных лазерных системах, для выделения необходимой полосы спектра в промышленности и в экспериментах излучения, в том числе для узкополосной рр по лазерному термоядерному синтезу, частотной фильтрации. Важным преимуще- для оптической изоляции по частоте ством данного фильтра по сравнению с лазерных усилительных каскбдОБр что у- яйаолосными интерференционными филь . может способствовать снижению паразитрами, являе вся то, что он имеет частот- ного съема инверсии в активной среде ную полосу пропускация в 5 раз более gg лазера, также повысить КПД таких сисузкую и равную. -Л- 5. 1 . тем. ВНИИПИ Заказ 2755/56 Тираж 50g Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
