Монохроматизирующее устройство

(51)5 6 01 3 3/26,В 5 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ный универ- дно-государИльичевском ий, А.П.ОвчаУСТРОЙСТВО(57) Использование: содержащих интерф Сущность: устройс женный между клин 1 интерференционнь ми совместно плоско помещенную в обой можностью вращени ких приборах,. ные фильтры, жит располои подложками 2, образующиьную пластину, лненнук) с возоси 0-0, смев оптичес еренцион тво содер овидным й фильтр параллел му 3, выпо я вокруг СЛ ГОСУДАРСТВЕННЪИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СВ 528529, кл. 6 02 В 5/28, 1976Авторское свидетел ьство СВ 1010471, кл. 6 01 ) 3/26, 198(54) МОНОХРОМАТИЗИРУЮЩ щенной отнрсительно оптической оси устройства С-С на. угол а, связанный с углом клина (р условием зи а = пзп р, где ив показатель преломления подложек. Внешние поверхности подложек перпендикулярны оси вращения обоймы 3 0-0 и содержат покрытия 4. просветляющие поверхности для рабочего диапазона длин волн и угла падения светаа, При вращении обоймы 3 вокруг оси 0-0 угол падения пучка света,1входящего в устройство вдоль его оптической оси С-С, на фильтр 2 изменяется непрерывно от нормального в начальный момент до максимального 2после поворота обоймы 3 вокруг оси 0-0 на угол 1800, при этом фильтр занимает положение 5, Образованная клиновидными подложками 1 совместно с расположенными между ними фильтром 2 плоскопараллельная пластина при вращении обоймы не изменяет своего положения относительно оптической оси устройства С-С и проходящего пучка света, 1 ил,Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частности к устройствам, содержащим интерференционные фильтры, и может быть использовано в качестве малогабаритного монохроматора высокой светосилы,.Известно устройство, содержащее поляризатор и интерференционный фильтр, помещенный в кювету и иммерсионной жидкостью, выполненный с возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной оптической оси устройства,Недостатком этого известного устройства является низкое пропускание(не более 500) для падающего естественного света эа счет наличия поляризатора,Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому являетсяустройство, содержащее источник света, интерференционный фильтр и компенсатор, установленные в обойме, расположенной под углом к оптической оси устройства с возможностью перемещения,Недостатком этого известного устройства является низкое пропускание прошедшего света, поскольку уменьшение параэитной модуляции проходящего излучения при наклоне фильтра производится эа счет дополнительных отражений на полированной стеклянной пластине либо перекрытия светового потока за счет жалюзи компенсатора, а также наличие пространственного смещения проходящего пучка света при наклоне фильтра. Кроме того, наличие дополнительного, отдельно установленного компенсатора усложняет изготовление и эксплуатацию устройства,Цель изобретения - увеличение пропускания устройства при одновременном устранении пространственного смещения прошедщего пучка света.На чертеже изображено предлагаемое устройство, общий вид,Монохрослатизирующее устройство содержит расположенный между клиньями 1 интерференционный фильтр 2, образующие совместно плоскопараллельную пластину, помещенную в обойму 3, выполненную с воэможностью вращения вокруг оси 0-0, смещенной относительно оптической оси устройства С-С на угол а, связанный с углом клина русловием ср = агсза с 1 (1)где и - показатель преломления клиньев,Внешние поверхности клиньев перпендикулярны оси вращения обоймы 3 0-0 и содержат покрытия 4, 10 При вращении обоймы 3 вокруг оси 0- 0 угол падения пучка света, входящего в устройство вдоль его оптической оси С-С, на фильтр расположенный между клиньями 1, изменяется непрерывно от нормального, у= О, в начальный момент, соответствующийположению фильтра 2, до максимального, у= 2 р, после поворота обоймы 3 вокруг оси0-0 на угол 1800. При этом фильтр занимаетположение 5, Дальнейший поворот обоймы 3 вокруг оси 0-0 гсризодит к уменьшениюугла падения света на фильтр и возврату фильтра 2 в исходное положение при повороте обоймы на 3600. Образованная клиньями 1 совместно с расположенным между ними фильтром 2 плоскопараллельная пластина при вращении обоймы 3 не изменяет своего положения относительно оптической оси устройства С-С и соответственно про 20 ходящего пучка света.Угол падения света на поверхностьклиньев а остается неизменным и тем самым устраняется изменение интенсивностипроходящего пучка света за счет паразитного отражения на этих поверхностях. Нанесенное на внешние поверхности клиньев.покрытие выбирается оптимальным для известного угла а и требуемого спектрального диапазона, что также приводит к30 увеличению пропускания устройства. Одновременно, поскольку плоскопараллельнаяпластина не изменяет своего положения относительно падающего пучка света, положение в пространстве прошедшего пучкасвета также остается неизменным, что упрощает прием и обработку сигнала.Соотношение (1) следует из законов геометрической оптики и необходимостиобеспечения минимального, у = О, угла па 40 дения света на фильтр в начальный момент,а значение выбирают из условия достижения максимально необходимого, у = 2 уз,угла падения света на фильтр. Покрытия,просветляющие внешние поверхностиклиньев, выбирают исходя из конкретныхрешаемых задач на основе известных методов расчета и конструирования интерференционных покрытий,В качестве примера конкретного исполнения рассмотрим использование монохроматизирующего устройства в качествемалогабаритного монохроматора для диапазона длин волн 610 - 640 нм, Выбираемизвестный фильтр, состоящий из чередующихся слоев диэлектриков с высоким (2,2,сернистый цинк) и низким (1,32, криолит)показателями преломления, образующихдва четвертьвол новых (для длины волны 640нм) зеркала. разделенных полуволновым1744515 Составитель А,ОвчаренкоРедактор М.Кобылянская Техред М,Моргентал Корректор Т.Палий Заказ 2189 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул;Гагарина, 101 центральным зазором из вещества с показателем преломления 1,75 (фторид свинца), форма полосы пропускания такого фильтра для естественного света не зависит от угла падения коллимированного пучка света на фильтр. Как показали расчеты, при изменении угла падения света Р из воздуха на такой фильтр от 0 до 30 его. полоса пропускания.смещается от 640 до 607 нм. Выбираем для клиньев стекло К(и = 1,52). Тогда, поскольку в монохроматизирующем устройстве свет на фильтр будет падать из стекла, необходимое значение угла клина р находим по формулеут = агою(2)Из (2) и (1) находит требуемые углы р = =9,6 и а= 14,7, В качестве простейшего покрытия, просветляющего внешние поверхности клиньев, может быть использован четвертьволновый "по ходу луча" для длины волны 625 нм и найденного значения а слой криолита, что обеспечивает уровень потерь на этих поверхностях не более 0,02,По сравнению с прототипом предлагаемое монохроматизирующее устройство имеет повышенное пропускание за счет отсутствия отдельной компенсирующей пластины либо жалюзи, работы внешних просветленных поверхностей клиньев припостоянном угле падения света при одновременном устранении пространственногосмещения проходящего пучка света, что вцелом расширяет функциональные воэмож 5 ности монохроматизирующего устройства ипозволяет использовать его в качестве малогабаритного монохроматора,Формула изобретенияМонохроматизирующее устройство, со 10 держащее источник света, интерференционный фильтр и компенсатор, установленные в. обойме, расположенной под углом а к оптической оси светового потока с возможностьюперемещения, отл и ч а ю щ ее с ятем, что,15 с целью увеличения пропускания и устранения пространственного смещения, компенсатор выполнен в виде двух одинаковых клиньев, образующих плоскопараллельную пластину, интерференционный фильтр располо 20 жен между клиньями, обойма установлена свозможностью вращения вокруг своей оси,причем угол наклона клина равенр =.агсяп арпагде п - показатель преломления клиньев, а25 на внешние поверхности клиньев нанесеныпросветляющие покрытия, соответствующие рабочему диапазону длин волн и углупадения светового потока а.