Интерференционный отрезающий фильтр

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК ЯО 11031 и 002 В 5/28 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ИДЕТЕПЬСТ К АВТОРСК енский . Иван оптиче- , 1977,(;йзиг. 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Фурман Ш. А. Тонкослойныеские покрытия. Л. Машиностроение с. 32.2. Авторское свидетельство СССР по заявке3387317/18-10, кл. Сй 02 В 5/28. (54) (57) ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫИ" ОТРЕЗАЮЩИЙ ФИЛЬТР, содержащий подложку с расположенными на ней элементарными равнотолщинными зеркалами из чередующихся слоев материалов с высоким и низким показателями преломления и разделительным слоем между ними, причем крайние слои элементарных зеркал выполнены из материала с низким показателем преломления, отличающийся тем, что, с целью расширения зоны подавления без снижения коэффициента пропускания в рабочей области спектра, подложка выполнена из монокристалла теллурида кадмия, легированного железам с концентрацией (5,0 - 5,8).10 см , а между подложкой и первым элементарным зеркалом введены два согласующих слоя, первый из которых, прилегающий к подложке, выполнен из материала с низким показателем преломления и оптической толщиной (0,020 - 0,025) Я р, а второй - из материала с высоким показателем преломления и оптической толщиной (0,08 - 0,09)Яр, а со стороны воздуха введены еще два согласующих слоя, первый из которых, прилегающий к элементарному зеркалу, выполнен из материала с низким показателем преломления и оптической толщиной (0,03 - 0,04)Яр, а второй соответственно из материала с высоким показателем пре-Я ломления и оптической толщиной (0,05- - 007)йр, лри этом разделительный слой вы Я полнен из материалз с высоким показателем преломления с оптической толщиной (0,10 - ( 0,12) Лр, где Я р - длина волны, соответствующая середине рабочей области спектра. фИзобретение относится к оптическому приборостроению, а конкретно к многослойным интерференционным оптическим фильтрам, Такие фильтры находят широкое применение в разнообразных оптических приборах: микроскопах, спектрофотометрах, квантовых генераторах и т. п. Они используются для выделения излучения заданной длины волны, разделения потока излучения в несколько оптических каналов и т. п.Известен интерференционный отрезающий фильтр, содержащий подложку с расположенным на цей многослойным интерференционным покрытием, которое содержит несколько элементарных равнотолщинных зеркал из чередующихся слоев материалов с высоким и низким показателями преломления, зоны высокого отражения которых смещены и перекрываются 1.Однако для получения фильтров с широкой зоной подавления необходимо применять ицтерференционное покрытие с большим числом слоев, Например, фильтр с рабочей областью 10 - 15 мкм, це пропускающий излучение спектрального интервала( 8 мкм, выполненный на основе трехсернистои сурьмы ( ЬЬ.5 ) и фтористого стронция (ЯгЕ), содержит многослойную ицтерференционную систему из О слоев. Наличие большого количества слоев приводит к снижению коэффициента пропускания фильтров в рабочей области спектра из-за наличия рассеяния в слоях и, кроме того, резко усложняет технологию их изготовления.Наиболее близким к предлагаемому является ицтерференционный отрезающий фильтр, содержащий подложку с расположенными на ней элементарными равнотолшиццыми зеркалами из чередующихся слоев материалов с высоким и низким показателями преломления и разделительным слоем между ними, причем крайние слои элементарных зеркал выполнены из материала с низким показателем преломления 121Недостатком известного фильтра является сравнительно небольшая зона подавления, расширение которой приводит к увеличению количества элементарных зеркал, а следовательно к увеличению потерь и снижению коэффициента пропускания в рабочей области спектра.Бель изобретения - . расширение зоны подавления без снижения коэффициента цропускания в рабочей области спектра.Указанная цель достигается тем, что в ицтерферецциоцный отрезающий фильтр, содержащий подложку с расположенными на цей элементарными равнотолгцицными зеркаламц из чередующихся слоев материалов с высоким и низким показателями преломления и разделительным слоем между ними, причем крайние слои элементарных зеркал выполнены из материала с низким показателем преломления, подложка выполнена из моцокристалла теллурида кадмия, легированного железом с концентрацией (5,0 - 5,8)10" см , а между подложкой и первым элементарным зеркалом введены два согласующих слоя, первый из которых, прилегающий к подложке, выполнен из материала с низким показателем преломления и оптической толщиной (0,020 - 0,25)Лр, а второй - из материала с высоким показателем преломления и оптической толщиной (0,08 - 0,09) Я р, а со стороны воздуха вве дены еще два согласующих слоя, первыйиз которых, прилегающий к элементарному зеркалу, выполнен из материала с низким показателем преломления и оптической тол,щиной (0,03 - 0,04 ) ф а второй соответственно из материала с высоким показателем преломления и оптической толщиной (0,05 - 0,07) лр,при этом разделительный слой выполнен из материала высоким показателем преломления с оптической толщиной (0,10 - 0,12)лр, где др - длина волны, соответ ствующая середине рабочей области спектра.При этом отношение оптических слоевпервого и второго элементарных зеркал выбирается равным пь - пн )г 5 С О,5(1,агсып( гъ + пнс( 1+ 4 агсд 1 ( 1 в - пн )ьв + пнгде п и и - показатели преломления слоев материалов с высоким и низким показателем преломления.З 0 На фиг. 1 изображена конструкция данного фильтра; на фиг. 2 - спектральная характеристика одного из фильтров даннойконструкции,Данный интерференционный отрезающий фильтр содержит подложку 1, согласующие слои 2 и 3, элементарное зеркало 4,согласующий слой 5, элементарное зеркало6 и согласующие слои 7 и 8 (слой с высоким показателем преломления заштрихованы).40 Эффект уменьшения числа слоев достигается за счет того, что подложка из теллурида кадмия, легированного железом, обладает примесным поглощением в интерваледлин волн 2,8 мкм ( Л - 5,4 мкм. Поэтому спектральная область, в которой необ 45 ходимо осуществлять гашение за счет интерференционного покрытия, сокращается исоответственно уменьшается число слоев впокрытии.Число слоев в элементарных зеркалах50изменяется в интервале 9 - 17 в зависимости от требуемого уровня коэффициента пропускания в зоне подавления (чем больше число слоев в элементарном фильтре и чем боль ше пв/и, тем ниже коэффициент пропускания в зоне подавления). Значения пв и пн 55 могут находиться в интервалах 2,1пв 2,7;1,30 п 61,50. На фиг. 2 изображены спектральные зависимости коэффициентов пропускания данного интерференционного от1103179 1,93 2,6 14 2,6 1,93 1,35 0,30 1,35 1,93 2,6 16 1,09 2,6 1,93 1,35 0,77 17 1,35 1, 9.3 2,6 18 0,77 2,6 1,93 1,35 0,77 1,35 1,93 2,6 20 0,77 2,6 0,77 1,93 1,26 21 1,35 1,93 22 0,77 2,6 1,93 1,35 23 0,77 1,35 0,40 1,35 24 2,6 0,77 10 2,6 0,67 25 1,35 0,77 1,0 26 2,6 1,35 12 1,93 1,35 13 резающего фильтра, оптические толщины слоев которого представлены в таблице (криСредами с номерами 0 и 26 в таблице обозначены подложка и воздух соответственно. Как видно из графика, данный фильтр обладает лучшими оптическими показателями,Данный интерференционный отрезающий вая 1), и известного фильтра из тех же веществ, содержащего 48 слоев (кривая 2). фильтр позволяет значительно расширить зону подавления без снижения коэффициента пропускания в рабочей области спектра, что значительно расширит область его практического использования.ВНИИПИпо113035, Млиал ППП Составитель И, ОсташТехред И. Верес Тираж 497 Государственного комиелам изобретений и осква, Ж - 35, Раушская Патент, г. Ужгород,коКорректор И. МускаПодписное ета СССРрытийна 6., д. 4/5Проектная