Интерференционно-поляризационный фильтр

 

Изобретение относится к оптическому приборостроению и позволяет улучшить селективность фильтра путем увеличения спектрального расстояния между соседними максимумами пропускания . В уст-ве стопа из N идентичных двупреломляющих кристаллических пластин 2,3... выполнена в виде одноосного сегнетоэлектрического монокристалла 4 с регулярной пластинчатой доменной структурой. Векторы спонтанной поляризации в соседних доменах-пластинах 2, 3 развернуты в противоположные стороны и параллельны доменной . границе. Под воздействием электрического поля оптические оси С каждого домена разворачиваются относительно оси Z, параллельной главной оси поляризатора 1, на азимутальные углы с/ . 2 ил. (Л оо оо со NU О5 СО .1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ÄÄSUÄÄ 1339469 А1 (51) 4 G 02 В 5/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ!

ЕР Й Ф б

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

А

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4056470/24-10 (22) 14.04.86 (46) 23.09.87. Бюл. ¹ 35

:,(71) ИГУ им. N.Â. Ломоносова (72) А.Л. Александровский, И.И. Наумова, В.В. Тарасенко, Г.И. Яковлева, Н.Г. Сорокин и С.И. Чижиков (53) 535.824.4(088 .8) (56) Зайдель А,Н., Островская Г.В., Островский Ю.И. Техника и практика спектроскопии. — М.: Наука, 1972, с. 242-247. (54) ИНТЕРФЕРЕНЦИОННО-ПОЛЯРИЗАЦИОННЫЙ, .ФИЛЬТР (57) Изобретение относится к оптическому приборостроению и позволяет улучшить селективность фильтра путем увеличения спектрального расстояния между соседними максимумами пропускания. В уст-ве стопа из N идентичных двупреломляющих кристаллических пластин 2,3... выполнена в виде одноосного сегнетоэлектрического монокристалла 4 с регулярной пластинчатой доменной структурой. Векторы спонтанной поляризации в соседних доменах-пластинах 2, 3 развернуты в противоположные стороны и параллельны доменной . границе. Под воздействием электрического поля оптические оси С каждого домена разворачиваются относительно оси Z, параллельной главной оси поляризатора 1, на азимутальные углы Ы .

2 ил.

133946

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано для селекции света заданной длины волны в астрономии, оптике, различных видах спектрального анализа.

Цель изобретения — улучшение селективности фильтра путем увеличения спектрального расстояния между со- 10 седними максимумами пропускания.

На фиг. 1 представлено устроиство на основе сегнетоэлектрического кристалла с антипараллельной доменной структурой; на фиг, 2 — спектр про- 15 пускания фильтра.

Интерференционно-поляризационный фильтр типа Шольца содержит последовательно расположенные вдоль оси поляризатор 1, стопу из N идентичных zp двупреломляющих кристаллических пластин 2, 3 и т.д., выполненную в виде одноосного сегнетоэлектрического монокристалла 4 с регулярной пластинчатой доменной структурой, и ортогональный поляризатору анализирующий элемент 5. На двух противолежащих боковых поверхностях монокристалла 4 (фиг. 1, поверхности, перпендикулярные оси X), параллельных его полярной ЗО оси, расположены электроды (не показаны), соединенные с источником питания. Векторы спонтанной поляризации

Р и -Р в соседних доменах, например 2 и 3, развернуты в противополож- 35 ные стороны (антипараллельны) и параллельны доменной границе. При приложении к электродам электрического поля Е оптические оси с каждого до— х мена, оставаясь параллельными плос- 40 кости XZ, оказываются развернутыми относительно оси Е, параллельной главной плоскости поляризатора 1, на азимутальные углы, определяемые рядом (;= (-1Г" 1, где d= 45 /N;

1,2,3,...,N.

Фильтр работает следующим образом.

В сегнетоэлектрическом кристалле 4

50 с пластинчатой антипараллельной струк турой доменов под действием прикладываемого к кристаллу электрического поля (Е ) эа счет разворота оптической индикатрисы (а следовательно, опти—

55 ческих осей) в антипараллельных доменах на углы разного знака 1 находится периодическая структура типа Шольца. На длинах волн пропускания

2 фильтра пластины доменов являются полуволновыми. Поэтому первая фазовая пластина †дом повернет вектор поляри— зации света ОА, задаваемого поляризатором 1, на угол c(симметрично относительно оптической оси пластины. Относительно самого себя вектор поляризации света ОА после прохождения первой пластины повернется на угол 2 d.

Аналогичное действие на вектор поляризации света произведет вторая пластина и.т.д. Следовательно N пластин— доменов повернут вектор ОА на угол

2Na(. Если угол 2Nd составит 90, т.е.

Ы= 45 /N, свет длинами волн д беспрепятственно проходит через анализатор.

Слоистая доменная структура должна образовываться у многих кислороднооктаэдрических сегнетоэлектриков, выращиваемых по методу Чохральского и имеющих высокое значение температуры

Кюри. Например, слоистая доменная структура наблюдается у ниобаталития (LiNb0>, Т. = 1200 С) у барийнатриевого ниобата (BaNa ИЪ 0 «, Тс = 560 С).

Регулярная (периодическая) слоистая доменная структура формируется в этих кристаллах, например, за счет вращения растущего кристалла в асимметричном тепловом поле, что приводит к образованию регулярных слоев роста и приуроченных к ним доменов. Периодические домены (слои необходимой толщины и ориентации) можно получить и при послеростовой электротермической обработки. Визуализацию доменной структуры можно произвести методом травления или электрооптическим методом. Толщины пластин-доменов в кристаллах ниобата бария натрия и ниобата лития могут лежать в пределах

3-50 мкм и более.

Пример. Использование сегнетоэлектрического кристалла барийнатриевого ниобата (4п = п — n„= 0,1). толщиной доменов d = 3 мкм при общем числе доменов N 10 дает возЪ можность изготовить фильтр типа Шольца шириной полосы пропускания на полувысоте hh == 4 A область непроз12 ) о рачности d) = 4.10 А (фиг. 2). Величина электрического поля, требуемого для нужного разворота индикатрисы показателей преломления в доменах, 1,7 кВ/мм. з 1339469

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я рального расстояния между соседними

Интерференционно-поляризационный максимумами пропускания, стопа из N фильтр, содержащий последовательно идентичных двупреломляющих кристаллирасположенные вдоль оси фильтра поля- ческих пластин выполнена в виде одно5 ризатор, стопу из N идентичных дву- осного сегнетоэлектрического монопреломляющих кристаллических пластин кристалла с регулярной пластинчатой с аэимутальными углами g, между глав- доменной структурой, на двух противоными плоскостями пластин и главной лежащих боковых поверхностях котороплоскостью поляризатора, определяе- 1р го, параллельных полярной оси мономыми рядом с(;= (-1) с(, где с = кристалла, расположены электроды со,о

= 45 /N; i = 1,2,3,...,N, а также ор- единенкые с источником питания, а тогональный поляризатор и анализиру- векторы спонтанной поляризации в соющий элемент, о т л и ч а ю щ н и о я седних доменах развернуты в противотем, что, с целью улучшения селектив- 15 положные стороны и параллельны доменности фильтра путем увеличения спект- ной границе.

ЯУЙ7 фиг.2

Составитель В. Кравченко

Редактор Н. Рогулич Техред Л.олийнык Корректор А. Зимокосов

Заказ 4214/34 Тираж 521 Подписно е

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4