Интерференционно-поляризационный фильтр

;., А ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ К АВ 6 Изобрете приборострое трофизически ГНОЭИРОВЭНИ геофизически нию концентр я целеи охраны окружаю атмосфере длсреды,Цель изоплуатационнытем обеспечпропускания расширение эксстей фильтра пуещения полосы фиксации ее на ретения - х Возможно ния перемо спектру и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(57) Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано для геофизических исследований по определению концентрации газов, содержащихся в атмосфере, для целей охраны окружающей среды. С целью расширения эксплуатационных воэможностей многокомпонентный интерференццонно-поляриэационный фильтр (ИПФ) обладает способностью перемещать полосу пропускания по спектру и фиксировать ее на любую заданную длину волны в пределах области перемещения. ИПФ содержит два поляризатора, плоскости пропускания которых параллельны, и расположенный между ними набор двулучепреломляющих пластин одинаковой толщины, кристаллооптические оси которых составляют с плоскостью пропускания поляризаторов углы а,2 а, За,. а, ва гдеа =90/(а+1);- порядковый номер двулучепреломляюие относится к оптическому нию, в частности к технике асисследований с целью проя солнечной активности и исследований по определеации газов, содержащихся в 2щей пластины; п 1=2,3, - количество пластин. После каждой двулучепреломляющей пластины К установлены по две четверть- волновые пластинки Йц, углы ориентации которых относительно плоскости пропускания поляризаторов равны ф,) = (1 а + 45 ф) при=1,34 и ф,=оа +45/при) = 2,4,6,., где ) - порядковый номер четверть- волновой пластинки. Все элементы обьединены в )т) + 1 блок. Первый блок 1 состоит из входного поляризатора, двулучепреломляющей пластины и четвертьволновой пластинки, последующие блоки 2 - 4 содержатчетвертьволновую пластинку, двулучепреломляю цую пластинку и еще одну четверть- волновую пластинку. Последний блок включает четвертьволновую пластинку и выходной поляризатор. Все блоки, кроме первого, в ы пол нен ы с .воэможностью одновременного поворота вокруг продольнойоси ИПФ науглыОи =р (Й), где)ч - порядковый номер блока по порядку, а угол р меняется от 0 до. 180. Такое выполнение ИПФ позволяет обеспечить перемещение полосы пропускания по спектру и фиксацию ее на любую заданную длину волны в пределах области перемещения. Для расширения диапазона перемещения полосы пропускания устанавливаемые фазовые пластины вы полн ен ы ахроматическими. 1 з.и. ф-лы, 1 ил, 1659948любую заданную длину волны в пределах области перемещения, а также расширение диапазона перемещения полосы пропускания,На чертеже представлена схема предложенного фильтра,Фильтр содержит два поляризатора П, плоскости пропускания которых параллельны, и располокенный между ними набор двулучепрепомляю.цих пластин К 1 одинаковой толщины, кристаллооптические оси которых составляют с плоскостью пропускания поляризаторов углы а, 2 а, 3 а,.а, а а, где а =- 90/(в + 1),- порядковый номер двулучепреломляющей пластины, гп = 2, 3 . - количество пластин, После каждой двулучепреломляющей плас,тины К установлены по две четвертьволноВые пластинки йц, главные направления Которых составляют с плоскостью пропускания поляризаторов углы, равные ф; = (3 а + 45) при ) = 1, 3, 5 , и ф.= ( а ) при ) .-2, 4, 6 , где) - порядковый номер четвертьволновой пластинки,Все элементы фильтра обьединены в п 1 + 1 блок. Первый блок 1 состоит иэ входного поляризатора, двулучепреломляющей плаСтины и четвертьволновой пластинки, Последующие блоки 2-4 содержат четвертьволновую пластинку, двулучепреломляющую пластину и еще одну четверть- волновую пластинку. Последний блок 5 включает четвертьвол новую пластинку и вь 1- ходной поляризатор, Первый блок неподвижный, все остальные выполнены с воэможностью одновременного поворота вокруг продольной оси фильтра на углы рч .= /(й - 1), где М - порядковый номер блока, Для того, чтобы полоса пропускания переместилась по спектру од одного максимума до другого, угол О должен изменить свое значение от 0 до 180, При выполнении четвертьволновых пластинок ахроматическими диапазон перемещения полосы пропускания расширяется,Работа фильтра основана на том, что перемещение полосы мсокет быть достигнуто, Если к каждой двулучепреломпяющей пластине добавить дополнительную разность фаз с учетом того, что в многокомпонентном фильтре между двулучепреломляющими пластинами нет поляризаторов, Поэтому на каждую из пластин К должен падать эллиптически поляризованный луч под постоянным углом, определяемым законом ориентации двулучепреломляющих пластин, т.е, фаэоизменяющее устройство должно одинаковым образом перестраиватьобе компоненты поляризованного луча и не нарушать закон ориентации.Предложенное выполнение фильтра позволит получить перемещение полосы про пускания на значительном спектральном интервале при повышенном пропускании.П р и м е р. Разработан фильтр для исследования газового состава атмосферы, который обеспечивает широкий диапазон 10 перемещения полосы пропускания в УФ и видимой области спектра 280-550 нм.Фильтр содержит 2 пленочных поляризатора, 12 кристаллических пластин из кварца толщиной 4, 3 мм каждая, 12 15 ахроматических пластинА /2 (пол волны) и 12 ахроматических пластин А /4 (четвертьволны). Оптика помещается в герметизирован-ную оправу - термостат.Взаимная ориентация элементов пред ставлена на чертеже.Ширина полосы пропускания дА = 0,3 нм (в средней части спектрального диапазона), а расстояние между рабочим и нерабочим интерференционными максимумами 6 25 нм, угол А = 6-9. Полоса пропускания настраивается на любую длину волны в диапазоне длин волн 280-550 нм, нерабочие максимумы обрезаются интерференционными контрастными фильтрами. Интерфе ренционно-поляризационный фильтр имеет пропускание 28%.Для перемещения полосы пропускания в широком диапазоне необходимы ахроматические фазоизменяющие устройства, с 35 высокой точностью поддерживающие разность фаз 90 и 1800, Для этого специально разработаны ахроматические пластины А /4 и А /2, поддерживающие разность фаз 90 и 180 с точностью - 3%, Ахроматические 40 пластины четвертьволны и полволны состоят из кварцевой, шпатовой и М 9 Р 2 пластин с соответствующими толщинами и ориента-цией.око = - 1323 63 мкм Ьце 2 = + 568,67 мкм А /4 1 шп =+ 31,84 мкмкВ= - 2647,26 мкмЬф 2 =+ 113 34 мкм Л /2 50 6 шп =+ 63,68 мкмРазработанный фильтр предназначен для дистанционного контроля антропогенных выбросов в атмосферу газовых компонентов, имеющих ярко выраженную 55 колебательную структуру в УФ и видимой областях спектра ЙНз, ЯО 2, КО 2, Оз,2. Формула изобретения 1, Интерференционно-поляризационный фильтр, содержащий два поляризатора,