Фильтр для инфракрасного диапазонаволн

вез Севетсникециайистическик И НйГ ОБРЕТЕНЙЯ ВТОРСКОМУ СВМДЕП.ДЬСУВУ о 16835 Республи) 2580439/18-1 2 В вки Ко венвый комСССРм изобретеноткрытий осударс оо дел етень Мо 4(531 УДК 535346(088,8) 181. Бю Дате опубликования олис 18 72) Авторы иэоб ретеии П. Пришивалко, Е. К. Науменко Дудо дена Трудового Красного Знамени институ физики АН Белорусской ССР(21) Заявитель ФИЛЪТ И НФРАКРАСНОН ВОЛН АПАЗОНА В этом фильтрния соответствуекоторой показатеды и частиц совйвует точке пересвых.,1Изготовление фильтров с различыми полосами пропускания осуществлянесколькими способами:1) использованием в качестве ком онент фильтра различных пар.веществ,например частиц кварца в среде избромистого калил, частиц окиси алюминия в среде из хлористого натрия,частиц окиси магния в воздухе и т. д.;2) в фильтрах кристалл - жидкостьизменением показателя преломлениясреды путем разбавления другой жидкостьюф3) использованием в качестве компонент Фильтра смешанных кристаллов,выращивание которых только при выполнении условия Гольдшмидта, что существенно ограничивает возможностиполучения веществ с новыми оптическими свойствами.Однако известные фильтры из-за ог 3раниченного числа материалов даютлишь дискретный набор полос пропускания и не обеспечивают монохроматиэаение относится к об частности к оптичес которые могут быть монохроматизации и акрасном диапазоне и ли вано на я ссеяния. Иэобрет лоптики в Кэлементам,эованы для зния в инфр длволн..Известен инфракрасный Фильтр, сос-тоящий из подложки с многослойнымидиэлектрическими покрытиями с разчными коэффициентами преломления ЯНедостатком его является отсутствиеподходящих диэлектрических материаловдля длин волн А40 мкм, большая технологическая сложность изготовления(для больших длин волн необходимоогромное количество слоев в такомФильтре, более 100) и наличие вторичвах полос пропускания.Известен также Фильтр, представляющий собой включение непрозрачных 20материалов и пропускающую подложку 2),1 акой Фильтр только лишь отрезаеткоротковолновое излучение.Наиболее близким к предлагаемомуявляется рассеивающий дисперсионьыйфильтр, состоящий иэ связующей,средыс помещенными в нее однороднымичастицами 31, фильтрующее действиеих осно влениях дисперсии исветора30 е максимум пропуска"т длине волны, прили преломления среадают,что соответстечения дисперсных криф(М) =ср,(Ъ 7 Положительный эффект предлагаемого щ устройства состоит н том, что соот.- ветствующий выбор веществ и использование частиц агломератов дает воэможность создать дисперсионные фильтры с плавно изменяющейся длинной волны спектральной полосы пропускания практичзски на любом участке спектра, в том числе и в случае, когда невозможно подобрать пары веществ с пересеканхцимися кривыми диспврсии.Сущность изобретения поясняется 60 примером описания работы Фильтра, образованного, частицами - агломератами, в состав которых входит два вещества с различными кривыми дисперсии: окись магния и кристаллический кварц. 65 цию излучения проиэнольной длины волны в ИК диапазоне спектра.Цель изобретения - рас зиренивспектрального диапазона монохроматизируемого излучения и выделение спек"тральных полос пропусканчя с любойзаданной длиной волны.5Это достигается тем, что частицы,входящие в состав. фильтра, выполнены н ниде агломераторон, состоящихиэ микроиеоднородноствй, достаточномалых по сравнению с длиной волны,. 1 фпоказатели преломления которых имеютразличные значения., Влиянием внутренней микроструктуры частиц игломератон на и." .оптические свойства можно пренебречь, если размеры микронеоднородностей зна, чительно меньше длины волны (33 6 О,О 3- 0,051), Это положение под:верждается результатами исследования рассеивающих свойств двухслойных частиц и а частиц с радиально и; .ющимса по" казателем преломления, Оптические свойства такой кваэиоднородной частицы можно описать эффективным пока" зателем преломления, усредненным по объему частицыБ(и = ЕЧРМ/ЕЧ;, (4)показатели преломления нецеста, образующих частицыагломораты, ЗО,( -,Аею-.; отдельных компонент.Заменяя объемсе содерианив отдельных н ч.:.-.тн весовым, получаем(1 (ц-" р"п (ц( " д)й1Р - нес-ой компоненты нещестн;1 годящего н состав час"тиц - агломератон,удельный вес 1 -ой компоненты э ,ЩМаксимум полосы пропускания пред" лагаемаго фильтра имеет место при дли. пе волны, для которой эффективный по,:азвтель преломления частиц - агломератов равен показа;елю преломления окружающей среды (Ср Показатель преломцения двухкомпонентной частицы - агломератаЕ П (И Я 2 3 (4)Я 2Р Р - относительные весовые концентрации ИОО и 5(0 соответственно.Относительные концентрации отдельных компонент, необходимые для образования фильтра с максимумом пропускания на длине волны Ао , определяются иэ условияИ (Л,) =И,(Л,),т. в.Р. Иср (Лр) -иФ (Ао) Р 1Р 2 Л 0) " р (Ао) РяИзвестно, что комбинация нецестн5 Ои КВг не дает Фнльтрующвгоэффекта н области А 7 2 мкм, так каккривые дисперсии этих двух веществне пересекаются. Окись магния в среде из КВг дават полосу пропусканияпри .с = 7,27 мкм. В области4,08А4,73 мкм нет нн одной пары веществ, иэ которых можно создатьдисперсионный Фильтр. Пользуясь соотношением (5), определявт относительнцв весовые концентрации ИОО и 5 О,необхсдимые для образования Фильтровдля нескольких у.". н".лн "казанногоинтервала, напоиме;, ,1,3, 4,55и 4,77 мкм. Пш,учаем соответственно0465, 0,511,. 6,55 ( Р ( -Р .Спектральное пропускание плоскопараллельного слоя, состоящего иэ рас-,сеинающих частиц с комплексным показателем преломления м(Л) =ЙА)-1 Ж (Л),без учета отражения от поверхностислоя, определяется нцражениемфтиехр-с сн-люц 1.,з(ь, Р,(Цй,й,вщРяlюй (6)6 - толщина слоя,С - доля объема частиц в единицеобъема слоя,Р - весовая концентрация частиц,(йфДЦ-коэффициент ослабления излучения отдельной частицей;О - диаметр частиц - агломераторов.Лналогично можно показать, что длясоздания Фильтров с плавно изменяю-:щейся частотой пропускания в широкомспектральном диапазоне достаточновзять только два нещества в различ"ных пропорциях нместо того, чтобы .отыскивать новые .с различными кривыми дисперсии. Например, частицы5(Од в среде иэ КС дают полосу пропускания при Л 0= 4,16 мкм, а частицы изИоО - КС( Ло= 8,15 мкмДля изготовления фильтров в диапазоне длин. волн 4,16 А8,15 мкмтребуется очень широкий круг веществ683598 Формула,. изобретения Составитель В. ВанторинРедактор Т. Колодцева Техред М. Рейвес. КорректорН. Бабннец Заказ 10729/76 Тираж 550 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Подписное Филиал "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 СаС 05, И 10, Ва 504, аС 1, 34 и др., всего свыше десяти.В то же время предлагаете фильтры, состоящие иэ частиц - агломератоэ с различным относительным содержанием только двух веществ- ИдОи 5 10, обеспечат монохромати-. эацию излучения любой длины волны нз укаэанного выше, спектрального дна" паэона.Исаользование предлагаемого фильтра по сравнению с известным позволяет расширить диапазон монохроматиэкруемого излучения, обеспечить монохроматиэацию.излучения с любой заданной длиной волны в максимуме пропуакания, в том числе и на спектральных участках,. где невозможно подобрать пары веществ с пересекающимися кривыми дисперсии. Фыльтр для инфракрасного диапа- на длин волн, состоящий иэ связующей среды с помещенными в нее частицами, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью расширения спектрального диапазона монохроматиэируемогоизлучения и выделения спектральныхполос пропускания с заданной длиной ф волны А , частицы выполнены в виде агломератов, составляющие компоненты которых имеют размеры 30,030,051 при этом показатели преломле-.ния их не равны между собой и отличны от показателя преломления среды. Источкики информации,принятые во внимание при экспертизе1. С. Смит и др. Обзор современ ного .уровня развития инфракрасныхфильтров, Сб. ФИнфракрасные фильтрыв космических исследованияхф. М.,ффйир", 1977. 202. Арр 1 ед Орйсв, 5, 403, 1966.3. Борисевич Н. А. в др. Йнфракрасные фильтры, Минск,"Наука и техника," 1971, с. 163-166, ,прототип).