Интерференционный фильтр

 

ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫЙ ФИЛЬТР в виде систекы двух однородных клиньев , отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции ее удешевления, клинья выполнены из материалов, каждый из которых имеет различную зависимость показателя преломления от длины волны и показатели преломления кото1илх для заданной длины волны одинаковы, а между наружными сопряженными гранями клиньев, покрытыми отражательным покрытием, расположено полупрозрачное зеркало.

COOS СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (Н)

3(51) G 02 В

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ф

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ е

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2777541/18-10 (22) 07.06.79 (46) 15.06.84. Вюл. Р 22 (72) Ю.Г.Козлов, Л.E..Соловьев и В.С.Рудаков (71) )IIV им. A.A.Æäàíîâà (53) 535.345,67(088.8) (56) 1. Эайдель А .H., Островокая,Г.В., Островский .Ю.И. Техника и практика спектроскопии. М ., Наука, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 637768, кл. G 02 B 5/28, 27.12.76 (прототип). (54) (57) ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫЙ ФИЛЬТР в виде системы двух однородных клиньев, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции ее удешевления, клинья выполнены иэ материалов, каждый иэ которых имеет различную зависимость показателя преломления от длины волны и показатели преломления которых для заданной длины волны одинаковы, а между наружными сопряженными гранями клиньев, покрытыми отражательным покрытием, расположено полупрозрачное зеркало.

1097961

Изобретение относится к технике спектроскопии и может быть использо- вано для определения состава электромагнитного .излучения при качественном и количественном спектральном анализе, Известны спектрометры с интерференционной селективной амплитудой модуляцией — сисамы fl) принцип действия которых заключается в том, что в двухлучевой интерферометр вводятся дисперГирующие элементы, которые устанавливаются таким образом, чтобы контрастная интерференционная картина наблюдалась только вблизи анализируемой длины волны 3О. .Волновые 35 фронты, прошедшие плечи интерферометра, параллельны друг другу только дпя h и могут интерферировать в фокальной плоскости выходного коллиматора. Фронты, соответствующие дру- 20 гим длинам волн, наклонены относительно оптической оси, интегральный по полю интерференции световой поток дает интерференционно немодулированную засветку приемника, расположенного в фокальной плоскости выходного коллиматора. Для выделения модулиро-. . ванного сигнала, пропорционального потоку излучения с длиной волны Эо, прибегают к интерференционной модуля- 0 ции, смысл которой состоит и в периодическом изменении разности хода между интерферирующими пучками и послерующем выделений переменного сигнала вйешним радиотехническим устройствам, Известно устройство f2) в виде систеьи двух однородных клиньев, дисперсионные кривые которых различны, но имеют иэотропную точку, где показатели двупреломления одинаковы, Клинья устанавливаются таким образом,40 чтобы свет одной поляризации проходил .. один клин как обыкновенный .луч, а дру" гой как необыкновенный, второй же йаоборот. В изотропной точке разница между обыкновенным и необыкновенным 45 .лучами исчезает и наблюдается интерференция поляризованных лучей с одинаковой разностью фаз для пучков разного наклона. Для других же длин волн разность фаз зависит от величины разности двупреломлений и толщины клиньев и меняется в зависимости от угла, под которым свет проходит систему, Чтобы отфильтровывать излучение исследуемой длины волны осуществлятся интерференционно-поляриэа55 ционная модуляция, вращением одного иэ поляроидов.

Недостатком этого устройства являются сложность осуществления такой 60 систеьи и ее дороговизна. Это связано с тем, что двупреломпяющие одно родчые кристаллы черезвычайно редки, выращивание их с наперед заданными оптическими свойствами является труд-65 ной и дорогостоящей технологической операцией, а оптическая обработка, кристаллов сложна и трудоемка.

Цель изобретения - упрощение устройства при его удешевлении, Поставленная цель достигается тем, что в интерференционном фильтре в виде система двух однородных клиньев, клинья выполнены иэ материалов, каждый из которых имеет различную зависимость показателя преломления от длины волны и показатели преломления которых для заданной длины волны одинаковы, а между наружными сопряжен ными гранями клиньев, покрытыми отражательным покрытием, расположено полупрозрачное зеркало.

На чертеже представлена оптическая схема интерференционного фильтра, Цифрами 1 и 2 обозначены клинья, имеющие одинаковый показатель преломления вблизи исследуемой длины волны, разиые дисперсии показателя преломления и углы при вершине A .

Полупрозрачное зеркало обозначено цифрой 3. Полностью отражающие зеркальные покрытия показаны штриховкой и обозначены М и М .

Свет от анализируемого источника проходит через прозрачные внешнюю и внутренюю грани клина 1, затем попадает на полупрозрачное зеркало 3, которое образует две волны — отраженную и пропущенную. Первая из них вторично проходит внутренюю грань клина 1 и после отражения от покрытия внешней грани М возвращается на светоделитель. Пропущенная полупрозрачной пластинкой волне проходит в прямом и обратном направлении клин 2, отразившись от грани Mg. Обе волны сходятся на светоделителе и, пройдя прозрачные грани клина 2, интерферируют в направлении наблюдения, указанном стрелкой.

На чертеже сплошной линией показан путь луча света, имеющего длину волны ЯО. Поскольку клинья на этой длине волны имеют одинаковые показатели преломления, то интерферирующие фронты после прохождения системы под любым углом будут параллельны друг другу. Пусть для какой-либо другой длины волны h показатель преломления n>(q,) второго клина окажется больше, чем показатель преломления первого клина n (-,), Тогда пучок, отраженйый от светоделителя и образующий плечо интерферометра в клине 1 на границе двух клиньев преломляется, отклонившись в сторону внешней грани 2, имеющей покрытие (пунктирная линия) . Пучок., прошедший сквозь светоделитель и образующий плечо в клине 2, испытывает отклонение в сторону прозрачной внешней грани.

109796 1

Составитель 3.Лычкова

Редактор В.Ковтун Техред Т.Маточка Корректор И.Эрдейн

Заказ 4203/38 Тираж 497 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород. Ул. Проектная, 4

Учет влияния внешних граней приводит к еще большему наклону фронтов относительно друг друга. Как известно из теории сисама, при идеальной настройке световой поток будет промодулирован полностью при изменении разности хода только на той длине волны, для которой интерфернрующие фронты строго параллельны. В нашем случае это возможно только для длины волны 30 р где Ill (30) 112() у пОС

10 кольку на других длинах волй показаЭт1, тели преломления различаются — Ф дh

Ф ", В данном устройстве практичесЗЭ кое осуществление модуляции возможно смещением любой полностью отражающей поверхностью (естественно вместе с одним из клиньев) в любом направлении, не лежащем в плоскости этой по- 20 верхности, например, в направлении, указанном двойной .стрелкой.

В том случае, когда пересечение кривых дисперсии происходит точно на исследуемой длине волны, происходит полная компенсация поля. Лучи, входящие в .систему под Любым углом к оптической оси, имеют нулевую разность хода на выходе при идеальной настройке устройства (при идеальной настройке линия пересечения плоскостей отражающих граней клиньев должна лежать в плоскости полупрозрачного зеркала) .

Требование перемечения кривых дисперсии показателей преломпения много мягче требования пересечения кривых двупреломления. В связи с этим, вопервых, сильно расширяется круг материалов, из которых фильтр может быть изготовлен во-вторых практически в любом участке спектра можно подобрать естественные материалы, удовлетворяющие поставленному выше условию. В связи с этим производство фильтров может быть удешевлено в десятки раз.