Узкополосный фильтр
Изо 5ретение может быть применено в оптических устройствах, использующих монохроматический свет. Целью изобретения является сужение полосы пропускания и повышение пространственного разделения исходного и монохроматизированного излучеиия. Для этого планарный волновод 2 Btf полнен в виде jtJ одинаковых пар чередзгющкхся диэлектрических слоев. На торец этого волновода под определенным углом направляется немонохрома ческое излучение, возбуясдакяцее в . нем поверхностную электромагнитную волну, которая распространяе.тся вдоль волновода и вьшодится с щью дифракционной решетки 4, выполненной на отдельной подложке 5 и кинематически связанной с механиз мом 6 изменения зазора между решеткой и волноводом. Исходное ние с длинами волн, не принадлежатщими выбранному интервалу, в планарный волновод не попадает, полностью отражаясь от его торца. 1 ид.. ю О9 41 01 00
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН (gg 4 G 02 В 5/20 (21) 3789837/24 i0 (22.) 12.09,84 (46) 23.07..86. S . В 7 (И ) Ордена Трудового Красного Знамени ийститут радиофизики и электроники АН УССР (72} А.А. Булгаков и В.Р. Ковтун (53} 535.345.67(088.8) (56) Фурман Й.А. Тонкослойные оптические покрытия. - Л.: Машиностро еииеь 1977 с 71-741 87-88 °
Ярив А. Введение в оптическую электронику. М.! Высшая школа, 1983, с. 343-346, (54) УЗКОПОЛОСНЫЙ ФИЛЬТР .(57) Изобретение может быть применено в оптических устройствах, использующих монохроматический свет.
Целью изобретения является сужение полосы пропускания и повышение прос„.80„„1213458 А транственного разделения исходного и монохроматизированного излучения, Для этого планарный волновод 2 выполнен в виде одинаковых пар чередующихся диэлектрических слоев. На . торец этого волновода под определенным углом направляется немонокромати ческое излучение, возбуждающее в нем поверхностную электромагнитную волну, которая распространяется вдоль волновода и выводится с помо щью днфракционной решетки 4, выпол ненной на отдельной подложке 5 и
Ф кинематически связанной с мехаииз мом 6 изменения зазора между решеткой и волноводом. Исходное излучение с длинами волн, не принадлежа щнми выбранному интервалу, в планарный волновод не попадает, полностью отражаясь от его торца. l ил..
) 213458
10 а+ 40 где
A = co s(— Рh <);
211
Р --Ill - РИ Ю, .ь:ааа(P h );
В=sin(p h ); о б аГ!
С=З И) . Р„И1 ° о 7
Изобретение относится к технической оптике, конкретно к оптическим фильтрам, и может найти применение в различных оптических приборах и устройствах, использующих монохроматический свет, в частности в голографических и интегральнооптических устройствах.
Цель изобретения ; сужение полосы пропускания фильтра и повышение пространственного разделения исходного и монохроматизированного устройством излучения.
На чертеже схематически изображен предлагаемый фильтр.
Устройство l ввода излучения выполнено, например, в виде фокусирующей системы линз, позволяющей направлять исходное излучение на торец планарного волновода 2 под различными углами. Планарный волновод 2 выполнен, например, термическим испарением в вакууме, с конденсацией на стеклянную подложку 3,.4 одинаковых пар чередующихся диэлектрических слоев с показателями преломления h„ иЙ, толщинами h< и 1 (строго контролируемыми в процессе нанесения), рассчитанными для требуемой рабочей длины волны фильтра А< и выбранного угла О .падения исходного излучения .на торец планарного волновода 2, по соотношениям (р A D+P„S C)-сои@(-1-.А В+ Ь с)= И .г- — (ай -11 1
= +21а -q ! (n3 > >gO; /Q I> 4, 1, +1 а д.S- — -1 + — - сР
1 P P
Р » ь о - диаметр пучка вводимого излучения.
Дифракционная решетка 4 выполнена на отдельной прозрачной подложке 5, например, механической обработкой части ее поверхности, и размещена
35 непосредственно над поверхностью планарного волновода 2 с небольшим зазором. Подложка 5 кинематически связана с механизмом 6, регулирующим зазор между дифракционной решеткой 4 и поверхностью планарного волновода 2, выполненным, например, в виде микрометрического столика, удерживающего одновременно подложку 3 с планарным волноводом 2 и подложку 5 с дифракционной решеткой 4.
Устройство работает следующим образом.
Исходное немонохроматическое излучение с помощью устройства ввода направляется на торец планарного волновода 2 под выбранным углом 9, возбуждая в нем поверхностную электромагнитную волну с длиной Я.о, равной требуемой рабочей длине волны фильтра. Исходное излучение с длинами волн, не принадлежащими интервалу в планарный волновод 2 не попадает, поскольку оно соответствует его полосе отражения и полностью отражается от его торца. Поверхностная электромагнитная волна распространяется вдоль планарного волновода, причем ее интенсивность экспоненциально спадает в обе стороны от границы раздела волновод — воздух и вся энергия распространяется вдоль поверхности .планарного волновода 2, что позволяет осуществлять ее вывод с помощью дифракционной решетки 4 со стопроцентной эффективностью, т.е. обеспечить коэффициент пропускания фильтра, близкий к единице для данной рабочей длины волны.Д
Настройка фильтра осуществляется регулировкой угла падения исходного излучения на торец планарного волновода 2 (для достижения максимальной эффективности возбуждения поверхностной электромагнитной волны) и регулировкой зазора между дифракционной решеткой 4 и поверхностью планарного волновода 5 (для достижения стопроцентной эффективности вывода из фильтра монохроматизированного излучения). Пространственное разделение в фильтре исходного и монохроматизированного излучения значительно облегчает его согласование с прочими узлами онтической схемы прибора.
Узкополосный фильтр, содержащий планарный волновод, выполненный на диэлектрической подложке, устройство ввода излучения и дифракционную решетку, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью сужения полосы пропускания и повышения пространственного разделения исходного и монохроматизированного излучения, планарный волновод выполнен в виде
Й одинаковых пар чередующихся диэлектрических слоев, а дифракционная решетка выполнена на отдельной подложке, установленной над поверхностью планарного волновода и кинематически связанной с механизмом изменения зазора между ними, причем толщины слоев h> и h<, их показатели преломления И „ и h<, рабочая длина волны фильтра 3., угол 8 ввода излучения в волноводд и диаметр В пучка
11 О; 161)1, 8
И1+И 2
10 где
p„4n,,**:;; ю; р = н, - Фи ;
Ik: oS Р„ Ь„ i С=Зн Р Ь, g= cps P h ); )) -в с P a=A-B- - (— +- Jc D /p P P ) Составитель В. Карягин Редактор Н. Данкулич ТехредЖ.Кастелевич Корректор А. Тяско Заказ 780/57 Тираж 502 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 3 17 13458 4 Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я вводимого излучения определяют иэ соотношений Ъ 1 (р А ))ip В с)-co 9(— А Э+ S.c)= а 5 5 (a+la - ) +1 гм =+ай - Э (a. + a - ) 
