Интерференционный фильтр

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 602 В ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ИЗОБРЕТЕНИ,фИДЕТЕЛЬСТВУ(54)(57) ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫЙ ФИЛЬТРв виде системы двух однородных клиньев, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью упрощения конструкцииее удешевления, клинья выполнены иэматериалов, каждый иэ которых имеетразличную зависимость показателя преломления от длины волны и показателипреломления которых для заданнойдлины волны одинаковы, а между наружными сопряженными гранями клиньев,покрытыми отражательным покрытием,расположено полупрозрачное зеркало.Изобретение относится к техникеспектроскопии и может быть использо-вано для определения состава электромагнитного .излучения при качественном и количественном спектральноманализе,Известны спектрометры с интерференционной селективной амплитудоймодуляцией - сисамы 1, принцип действия которых заключается в том, чтов двухлучевой интерферометр вводятся дисперГирующие элементы, которыеустанавливаются таким образом, чтобы контрастная интерференционная картина наблюдалась только вблизи анализируемой длины волны 3 . Волновые (5фронты, прошедшие плечи интерферометра, параллельны друг другу толькодпя % и могут интерферировать н фокальной плоскости выходного коллиматора, фронты, соответствующие другим длинам волн, наклонены относительно оптической оси, интегральный пополю интерференции светоной потокдает интерференционно немодулиронанную засветку приемника, расположенного в фокальной плоскости выходногоколлиматора. Для выделения модулиро.ванного сигнала, пропорциональногопотоку излучения с длиной волны Эо,прибегают к интерференционной модуляции, смысл которой состоит и в периодическом изменении разности хода между интерферируюьими пучками и последующем выделений переменного сигналанйешним радиотехническим устройствам,Известно устройство (2 и видесистеьи днух однородных клиньев, дисперсионные кривые которых различны,но имеют иэотропную точку, где показатели двупреломленияодинаковы,Клинья устанавливаются таким образом,40чтобы свет одной поляризации проходил,.один клин как обыкноненный .луч, а дру"гой как необыкновенный, второй жейаоборот. В изотропной точке разницамежду обыкновенным и необыкновенным 45.лучами исчезает и наблюдается интерференция поляризованных лучей с одинаковой разностью фаз для пучков разного наклона. Для других же длинволн разность фаз зависит от величины разности днупреломлений и толщины клиньев и меняется в зависимостиот угла, под которым свет проходитсистему, Чтобы отфильтровывать излучение исследуемой длины волны осуществлятся интерференционно-поляриэа 55ционная модуляция, вращением одногоиэ поляроидов.Недостатком этого устройства являются сложность осуществления такой 60 систеьи и ее дороговизна, Это связано с тем, что двупреломпяющие однородчые кристаллы чрезвычайно редки, выращивание их с наперед заданными оптическими свойствами является труд. 65 ной и дорогостоящей технологическойоперацией, а оптическая обработка,кристаллов сложна и трудоемка.Цель изобретения - упрощение устройства при его удешевлении,Поставленная цель достигается тем,что в интерференционном фильтре ввиде системы двух однородных клиньев,клинья выполнены иэ материалов, каждый из которых имеет различную зависимость показателя преломления отдлины волны и показатели преломлениякоторых для заданной длины волны одинаковы, а между наружными сопряженными 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 показателяпреломления и углы при вершине А .Полупрозрачное зеркало обозначено цифрой 3. Полностью отражающие зеркальныепокрытия показаны штриховкой и обозначены М 4 и М.Свет от анализируемого источникапроходит через прозрачные внешнююи внутренюю грани клина 1, затем попадает на полупрозрачное зеркало 3,которое образует две волны - отраженную и пропущенную. Первая из нихвторично проходит внутренюю грань клина 1 и после отражения от покрытиявнешней грани М ноэвращается на светоделитель, Пропущенная полупрозрачной пластинкой волне проходит в прямом и обратном направлении клин 2,отразившись от грани Му. Обе волнысходятся на светоделителе и, пройдяпрозрачные грани клина 2, интерферируют в направлении наблюдения, указанном стрелкой.На чертеже сплошной линией показан путь луча света, имеющего длину волныЗО. 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 Э, показатель преломления п(З,) второго клина окажется больше, чем показатель преломления первого клина и,(,), Тогда пучок, отраженйый от светоделителя и образующий плечо интерферометра н 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.Заказ 4203/38 Тираж 497 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5Филиал ППППатентф, г. Ужгород. Ул, Проектная, 4 Учет влияния внешних граней приводит к еще большему наклону фронтовотносительно друг друга. Как известно из теории сисама, при идеальнойнастройке световой поток будет промодулирован полностью при измененииразности хода только на той длине волны, для которой интерфернрующие фронты строго параллельны, В нашем случае это возможно только для длиныволны Й, где п,(э ) = п, пос 10кольку на других длинах волй показаЭв,тели преломления различаются -4дФ ", В данном устройстве практичес 3кое осуществление модуляции возможносмещением любой полностью отражающейповерхностью (естественно вместе содним из клиньев) в любом направлении, не лежащем в плоскости этой поверхности, 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) .1Требование 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.