Полосовой фильтр

 

Использование: изобретение относится к оптоэлектронике, в частности к фильтрации ИК-излучения. Полосовой фильтр содержит соосно установленные поляризатор, магнитоактивный элемент и анализатор, источник управляющего магнитного поля. Магнитоактивный элемент выполнен из магнитной полупроводниковой шпинели, обладающей скачком поглощения в области длин волн, меньших заданной длины волны максимума фильтра, и помещен в зазор броневого сердечника, являющегося источником магнитного поля. Магнитоактивный элемент может быть выполнен составным таким образом, что слой из магнитной полупроводниковой шпинели оптически контактирует со слоями прозрачного магнетика. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к оптоэлектронике, в частности к фильтрации ИК-излучения с помощью материалов с регулируемой прозрачностью.

Известны устройства, которые осуществляют фильтрацию излучения при приложении электрического поля [1] . Прикладывая напряжение к пластине из электрооптического материала, изменяют диапазон длин волн света, проходящего через пластину. Недостатком фильтров с электрическим управлением является сложность в изготовлении надежных электрических контактов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является магнитооптический фильтр излучения [2], управляемый магнитным полем, состоящий из поляризатора, магнитоактивного элемента из многослойной пленки Bi-содержащего граната (или пластины ортоферрита), обладающего высокой магнитооптической добротностью и сильной дисперсией фарадеевского вращения, источник магнитного поля, анализатор.

Однако использование в известном устройстве пленки (тонкой пластины) феррита с постоянным фарадеевским вращением в среднем ИК-диапазоне и квадратичной петлей гистерезиса существенно ограничивает спектральный диапазон видимой областью и не позволяет плавно изменять интенсивность на выходе фильтра.

Цель изобретения - обеспечение узкополосной фильтрации с регулируемой выходной интенсивностью в среднем ИК-диапазоне.

Цель достигается тем, что в известном устройстве, содержащем источник управляющего магнитного поля и соосно установленные поляризатор, магнитоактивный элемент и анализатор, магнитоактивный элемент выполнен из магнитной полупроводниковой шпинели, например HgCr₂Se₄, обладающей высокой магнитооптической добротностью, сильной дисперсией фарадеевского вращения и скачком поглощения в области длин волн, меньших заданной длины волны максимума фильтра, а источник магнитного поля выполнен в виде броневого сердечника, обладающего высокими значениями намагниченности насыщения и магнитной проницаемости. Магнитоактивный элемент помещается в зазор броневого сердечника. Магнитоактивный элемент может быть составным таким образом, что слой из магнитной полупроводниковой шпинели оптически контактирует со слоями прозрачного магнетика, например ЖИГ (железоиттриевого феррита - граната Y₃Fe₅O₁₂).

На чертеже приведен схематично полосовой фильтр в разрезе.

Фильтр содержит соосно установленный поляризатор 1, магнитоактивный элемент 2, выполненный из магнитной полупроводниковой шпинели или составным так, что слой из магнитной полупроводниковой шпинели размещен в оптическом контакте со слоями прозрачного магнетика, анализатор 3, броневой сердечник 4, в зазоре 5 которого помещен магнитоактивный элемент 2, управляющую катушку 6 броневого сердечника.

Полосовой фильтр работает следующим образом. Пропускание тока через управляющую катушку 6 приводит к намагничиванию броневого сердечника 4, который намагничивает магнитоактивный элемент 2 со специально подобранными в соответствии с заданной длиной волны максимума полосы фильтра, спектральной зависимостью коэффициента поглощения и толщиной. Появление у элемента 2 намагниченности вдоль направления распространения света вызывает за счет эффекта Фарадея поворот плоскости поляризации линейно поляризованного поляризатором 1 излучения, которое затем преобразуется анализатором 3 в изменение интенсивности света. Оптически контактируемые с магнитной полупроводниковой шпинелью слои прозрачного магнетика делают магнитную шпинель однородно намагниченной, вследствие чего сужается полоса пропускания фильтра. Плавная регулировка тока управляющей катушки плавно изменяет интенсивность излучения на выходе фильтра.

Формула изобретения

1. ПОЛОСОВОЙ ФИЛЬТР, содержащий источник управляющего магнитного поля, соосно установленные поляризатор, магнитоактивный элемент и анализатор, отличающийся тем, что, с целью обеспечения узкополосной фильтрации с регулируемой выходной интенсивностью в среднем ИК-диапазоне, магнитоактивный элемент выполнен из магнитной полупроводниковой шпинели, обладающей скачком поглощения в области длин волн, меньших заданной длины волны максимума фильтра, источник магнитного поля выполнен в виде броневого сердечника с управляющей катушкой, а магнитоактивный элемент размещен в зазоре броневого сердечника.

2. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что магнитоактивный элемент выполнен составным так, что слой из магнитной полупроводниковой шпинели размещен в оптическом контакте со слоями прозрачного магнетика.

3. Фильтр по п.2, отличающийся тем, что слой прозрачного магнетика выполнен из железо-иттриевого феррита-граната.

РИСУНКИ

Рисунок 1