Нейтральный светофильтр



Нейтральный светофильтр
Нейтральный светофильтр
Нейтральный светофильтр
Нейтральный светофильтр

 


Владельцы патента RU 2402050:

Учреждение Российской академии наук ИНСТИТУТ ФИЗИКИ ТВЕРДОГО ТЕЛА РАН (ИФТТ РАН) (RU)

Нейтральные светофильтры применяются в оптических приборах, в частности, в качестве ослабителей, снижающих интенсивность излучения. Нейтральный светофильтр состоит из чередующихся слоев кристаллического моноселенида галлия GaSe и наночастиц галлия. При этом указанный светофильтр снабжен оправкой, имеющей канал для теплоносителя. Технический результат: однородное ослабление излучения с длинами волн 2,5-15 мкм. 4 ил.

 

Нейтральные светофильтры применяются в оптических приборах, в частности, в качестве ослабителей, снижающих интенсивность излучения.

Известен нейтральный светофильтр [Н.Н.Колесников, В.В.Кведер, Д.Н.Борисенко, Е.Б.Борисенко, А.В.Тимонина, С.И.Божко. Нейтральный светофильтр. Патент РФ №2331906, опубл. 20.08.2008] - прототип, состоящий из чередующихся слоев кристаллического моноселенида галлия GaSe и наночастиц галлия. Это эффективный нейтральный фильтр для излучения инфракрасного диапазона спектра. Светопропускание такого фильтра можно регулировать, увеличивая или уменьшая количество слоев наночастиц галлия в процессе изготовления фильтра. Основным недостатком такого нейтрального фильтра является невозможность изменения светопропускания в процессе эксплуатации фильтра.

Подобные фильтры используются, в частности, в лазерных системах, предназначенных для облучения объектов, не допускающих перегрева выше определенных температур. Примером такой системы могут служить лазерные хирургические устройства. Биологические ткани, обрабатываемые лазером, быстро разогреваются за счет поглощения излучения. В устройствах такого типа целесообразно иметь нейтральные фильтры, светопропускание которых может снижаться при повышении температуры обрабатываемого объекта.

Задачей данного изобретения является создание нейтрального светофильтра для диапазона длин волн 2,5-15 мкм, светопропускание которого может быть при необходимости снижено в процессе эксплуатации.

Эта задача решается в предлагаемом нейтральном светофильтре, состоящем из чередующихся слоев кристаллического моноселенида галлия (GaSe) и наночастиц галлия, за счет того, что фильтр снабжен оправкой, имеющей канал для теплоносителя.

При отсутствии теплоносителя в канале или при температуре теплоносителя ниже температуры плавления галлия (29,8°С), такой фильтр работает так же, как и устройство-прототип. Моноселенид галлия имеет высокое светопропускание в инфракрасном диапазоне, что иллюстрируется спектром светопропускания (фиг.1, кривая 1). Металлический галлий однородно поглощает инфракрасное излучение. Использование галлия в виде наночастиц обеспечивает однородное распределение галлия между слоями GaSe, что иллюстрируется фиг.2, на которой представлено изображение слоя наночастиц галлия между слоями (0001) в кристалле GaSe, полученное с помощью атомно-силового микроскопа. В результате предлагаемый нейтральный светофильтр однородно ослабляет инфракрасное излучение в диапазоне длин волн 2,5-15 мкм, что иллюстрируется спектром пропускания (фиг.1, кривая 2). Коэффициент ослабления такого нейтрального светофильтра зависит от количества слоев наночастиц галлия.

При протекании через оправку теплоносителя, имеющего температуру выше, чем температура плавления галлия, наночастицы Ga плавятся, сплющиваясь и растекаясь между слоями GaSe. При этом доля площади поперечного сечения пучка излучения, перекрываемая частицами галлия, увеличивается, и светопропускание фильтра пропорционально снижается, что иллюстрируется фиг.3. На фиг.3 показан спектр изменения светопропускания нейтрального светофильтра во времени (τ) при фиксированной длине волны (10,6 мкм). Участок спектра, обозначенный цифрой 1, демонстрирует исходное светопропускание фильтра, участок 2 отражает постепенное снижение светопропускания при подаче в оправку горячего теплоносителя, участок 3 демонстрирует конечное значение светопропускания фильтра.

Начальное и конечное значения светопропускания определяются количеством слоев наночастиц галлия, созданных при изготовлении фильтра. Время снижения светопропускания от начального значения до конечного определяется преимущественно температурой и расходом теплоносителя, а также теплопроводностью материала оправки.

Пример.

Нейтральный светофильтр (фиг.4), состоящий из двух слоев GaSe, между которыми находится слой наночастиц галлия (1 на фиг.4), и стальной оправки с каналом для теплоносителя (2 на фиг.4). Отверстия для ввода и вывода теплоносителя показаны на фиг.4 стрелками. Спектр светопропускания светофильтра на длине волны 10,6 мкм представлен на фиг.3. Исходное светопропускание фильтра, заданное при изготовлении, составляет 40%. После подачи в канал оправки воды с температурой 60°С светопропускание фильтра за 8 минут снижается до 27%.

Нейтральный светофильтр, состоящий из чередующихся слоев кристаллического моноселенида галлия GaSe и наночастиц галлия, отличающийся тем, что фильтр снабжен оправкой, имеющей канал для теплоносителя.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к оптической промышленности и может быть использовано при изготовлении цифровых фотокамер, биноклей и других оптических приборов. .

Изобретение относится к области изготовления полупроводниковых приборов и может использоваться для изготовления оптических фильтров видимого и ближнего инфракрасного диапазонов спектра.

Изобретение относится к нейтральным светофильтрам и может быть использовано в оптических приборах, в частности, в качестве ослабителей, снижающих интенсивность излучения.

Изобретение относится к способу изготовления оптических фильтров рассеяния для инфракрасного диапазона. .

Изобретение относится к области оптического приборостроения и может быть использовано при построении приборов для спектральной фильтрации оптических излучений, например, перестраиваемых по длине волны оптических фильтров, монохроматоров.

Изобретение относится к области органической химии, в частности к новым тетрапиррольным макрогетероциклам - дифенилоктаалкилпорфинам, которые могут быть использованы в качестве красящего вещества оптических фильтров.

Изобретение относится к области органической химии, в частности, к новым тетрапиррольным макрогетероциклам-дифенилоктаалкилпорфинам, которые могут быть использованы в качестве красящего вещества оптических фильтров.
Изобретение относится к области получения покрытий, а именно к композиционному материалу для формирования триботехнических покрытий. .
Изобретение относится к области получения покрытий, а именно к композиции для формирования триботехнических покрытий. .

Изобретение относится к наноразмерному катализатору прямого электроокисления боргидридов щелочных металлов. .

Изобретение относится к области медицины, а более точно, к области восстановления целостности поврежденного периферического нерва. .

Изобретение относится к области конструкции и технологии изготовления оптоэлектронных приборов. .

Изобретение относится к области защиты окружающей среды, конкретно к дезактивации почв, грунтов, песка, ионообменных смол, шлаков и других твердых сыпучих отходов, загрязненных радионуклидами, и может применяться на АЭС, радиохимических производствах, в зонах техногенных катастроф и аварийных разливов ЖРО.

Изобретение относится к контейнеру для складского хранения жидкости и транспортировки. .
Изобретение относится к медицине и может быть использовано в хирургии, нейрохирургии, онкологии, травматологии, физиотерапии, неврологии. .

Изобретение относится к области молекулярной биологии, а именно к способу выделения и очистки дезоксирибонуклеиновых кислот (ДНК) из образцов тканей растений, а также продуктов переработки растительного и животного происхождения.
Изобретение относится к технологии получения сырья для производства изотропных плотных графитированных конструкционных материалов и изделий на их основе для электроэррозионной обработки, насадок для непрерывной разливки стали и сплавов.

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к электрически перепрограммируемым постоянным запоминающим устройствам, сохраняющим информацию при отключенном питании
Наверх