Интерференционный оптический узкополосный фильтр

 

ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫЙ ОПТИЧЕСКИЙ УЗКОПОЛОСНЫЙ «ЖЛЬТР, соаер жащий пооложку с расположенным на ней покрыткем иэ ч еауюшихся слоев с высоким н низким показателями пр ломдения, оптические толшкны слоев которых, а исключением среднего слоя, равнь между собой, а оптическая rojtщяна срецнего слоя в четное число раа больше, отличающийся тем, что, с целью повышвизия лучевой и механической стойкости фильтра, в него а х1олнительно ввеаены не менее ооной ПОШ1ОЖКИ, расположенные под углом 87« к оптической оси фильтра с интер. ферениионным покрытием, иаентичш П1{ покрытию на первой подложке, причем количество слоев в покрытиях и число подложек св1рецеляется по расчетным зависнмост$ш. К-И 00 а 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГЬ ЬЛИН

3() 02 В 5/2.8

»ааифМ. щв Е

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ ПФ (21) 3413415/18 (22) 25.01.82 (46) 23.06 83. Бюл; ¹ 23 ,(72) В. LL Введенский и Е. Г. Столов (53) .535.345.67 (088.8) (56) 1. Крылова Т. Н. Интерферендион ные покрытия. Л., Машиностроение, 197 Зе се 15 167+

2, фурман Ш, А. Тонкослойные опти» чесаие покрытия. Л., Машиностроение, 1977, е. 75 (прототип). (54) (57) ИНТЕРФЕРЕНОИОННЫЙ

ОПТИЧЕСКИЙ УЗКОПОЛОСНЫЙ ФИЛЬТР, содержащий нодложку с расположенным на ней покрытием из черецующихся слоев

„SU„„1024863 А с высоким и низким показателями пре ломления, оптические толщины слоев которых, за исключением срецнего слоя, равны между собой, а оптическая тол шина среднего слоя в четное число рва больше, отличаю щийсятем, что, с -целью повышения лучевой и механической стойкости фильтра, в него цополнительно ввецены не менее оцной подложки, расположенные поц углом 87

930 к оптической оси фильтра с интерференционным покрытием, идентичным покрытию на первой подложке, причем количество слоев в покрытиях и число поцложек опрецеляется по расчетным зависимостям.

1024863

Изобретение относится к оптичвско" му приборостроению и может найти при менение .в различнык оптичэских устрой ствах и системах цля решения зацач спектральной фильтрации Излучения оптического диапазона.

Известны интерференционные опти . ческие фильтры, соцержашие поцложку, с расположенным на ней многослойным интерференционным покрытием, Такив фильтры позволяют реализовать разнообразные формы спектральной кривой fl)

Недостаток этих фильтров заключает ся в том, что они, обеспечивая нужную форму спектральной характеристики, не позволяют при этом получить цостаточ но высокую лучевую стойкость.

Известны также узкополосные ин терференцнонные фильтры соцержащие поцложку с расположенным на ней пок рытием, из черецующикся слоев с высо ким (Ня ) и низким (дн ) показателями преломления, оптические толщины слоев которых равны между собой за исключением среднего слоя, оптическая толщина которого в четное число раз больше толщины остальных слоев f2). !

Недостатком известных узкопо лосных фильтров является то, что они, обеспечивая требуемые оптические характеристики, не позволяют получать при этом заданный уровень лучевой стойкости фильтра.

Целью изобретения является повы шение лучевой и механической стойкости фильтров.

Указанная цель цостигается тем что в интерференционный оптический . узкополосный фильтр, соцержащий .поцложку с расположенным на ней покрыти на чередующихся слоев с высоким и низким показатеид4и преломления, оп» тические толщины слоев которых, за исключением срецнего слоя, равны меж цу собой а оптическая толщина средне

ro слоя в четное число раз больше, введены не менее одной подложки, раоположенные под углом 87-93 к оптис: ческой оси фильтра с иитерференционным покрытием, нцентичным покрытию на первой подложке, причем количество слоев в покрытиях выбрано равным ()

30 т (3l = ) «(3) (5) гце Рдр (A) - зависимость коэффициента пропускания фильтра от цлины волны излучения и

Т (Я ) -, зависимость коэффициен та пропускания оцной поцложки с интерфвренционным покрытием.

В том случае, когда число подложек К уцовлетворяет соотношению (2), фильтр

40 обэсп ивает требуемый уровень Ко фицивита пропускания в зоне поцавления.

Повышение лучевой стойкости предлагаемого фильтра по сравнению с извест ным цостигается за счет того, что цля

45 обеспечения оциой и той же спектрадь ной характвристики фильтра количество слоев в интерференционном покрытии Иэ»вестного фильтра в несколько раз больше, чем число слоев в каждом иитврфервнциоином покрытии првцлагаемого фильтра, так как известно, что с увеличением числа слоев в интерференционных узкополосных фильтрах возрастает напряженность электрического поля в слоях интврферендиоиного покрытия, при той же энергии поцающей световой волны, .что приводит к снижению лучевой стойкости фильтра. Так, например, в случае ,п8 2,0 и И 1, 45 при числе

10 !

25 где E rr .-;язустимое пороговое значение налр ."женности электрического поля в слоях интерференционного покрытия; Е о - амплитуда напряжен ности электрического поля подающей волны; (- оператор целой части.

Число подложек с покрытием выбра но равным

Л к

= @ """1, (2) ер гце „ „- требуемый коэффициент про.пускания в зоне подавления фильтра; - коэффициент пропускания одной подложки с интерферендионным покрытием в зоне подавления фильтра.

На чертеже приведена конструкция предлагаемого фильтра.

Фильтр содержит поцложки 1, 2...К и иитерференционные покрытия (К+1) (К+2)... 2К, кажцое из которых расположено на поцложке Световой поток последовательно проискоцит че рвз всв К поцложвк с интерференцион ными покрытиями. Спектральная характв ристика фильтра, образованного К под» ложками с интерференционными покрытиьми, равна ф 0, -0,698 Составитель Л. Перебейносова

Рецактор В. Иванова . Техред Л,Пекарь.

Корректор С; Шекмар

Поцписное

Заказ 4390/43 Тираж 511

ВНИИПИ Госуцарственного комитета СССР по цепам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб., ц. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгороц, ул. Проектная, 4

3 10248 слрев М = 7 rr:мощение ™ = 2,28

Е

Ео (Err „максимальное значение ампли туды напряженности электрического по» пя), при М 11 (4,34, Ео при Я = 15 вОх 8,5.

Е

" За счет" устай4ки поцложек поц углом 87-93 к оптической оси фипът- ра прецотвращается воэможность возникновения интерференции межцу электромат нитными воанами, отраженными от гра ниц разцела aloes разных интерференцион ных.покрытий. В резупьтате таких npof5 пессов внутри споев могпи бы возни кать покапъные rrrrxrr йепряженности апектрического поля, привоцящие к разрушению покрытия.

Пример. При. зацанном коэффициенте пронускания в зоне поцавпенияТ;„ 0,01 и испопьзовании в качестве слоев цвуокиси пиркония (7 0 ) и цвуокисн кремния (S «Ор) с покйэа тепями прежмления и в = 1,96, n

63 4

1,45, а также значенииЕ (Е„6,0 по формуле (1) рассчитывается чиспо слоев в интерференпионном покрытии и 11, По спектральной характеристи ке .рассчитанного 1 1-слойного фильтра опре целяется значение коэффициента пропускання фильтра 2 й0,2, а по формуле (2) опре целяется число подложек

Применение прецпагаемого фильтра позволит резко повысить лучевую стой кость покрытий и эа счет этого расши рить энергетический рабочий циапаэон многих приборов. Кроме того, испольэо» ванне фипьтра позволит получить эконо, мический эффект эа счет замены в ряце конструкций интерференционных покрытий слоев тугоппавких окислов, rrarr

t ример, на слои сернистого нинка и фто» ристого магния. Такая замена позволит снизить стоимость фипьтра эа счет использования бопее цешевых веществ и более цешевого оберуцоващиа.