Интерференционно-поляризационный фильтр

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 2787 9) (1 И б 11 4 а 02 В 5/3 ЕТЕНИ О тикепре вне н из стей скоасти Ц Фаены ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ ИСАНИЕ ИЗО ОРСНОМУ СВИДЕТЕП(21 ) 3932042/24-10 (22) 19.07.85 (46) 23.12.86. Вюл.М 47 (72) Т. А.Виноградова, Н. П. Пепман и Е. П. Родионов (53) 535.824.4(088,8) (56) Астрономический журнал. Т. 45, 1968, Ь 5, с. 1037-1042.Оптика и спектроскопия. Т. 23, 1967, вып. 1, с. 143-146. (54) ИНТЕРФЕРЕНЦИОННО-ПОЛЯРИЗАЦИОННЫЙ ФИ.1 ЬТР (57) Изобретение относится к оп и может быть использовано при о делении концентрации газов, содержа щихся в атмосфере, для целей охр окружающей среды. Фильтр выполне основной 2 и дополнительной 3 ча каждая иэ которых содержит входные и выходные поляризаторы 1 и пло параллельные двупреломпяющие пл8 7 7 у ны между ними. Толщины пластин 4 основной части 2 кратны 1" с коэффициентом кратности 2 и рассчитаны изусловия, чтобы интерференционные максимумы и минимумы соответствовали определенным длинам волн. Выходной поляризатор 5 выполнен с воэможностьювращения вокруг оптической оси 6,Толщины пластин 7 дополнительной части 3 кратны Х с коэффициентом кратности 12, Дополнительная часть 3фильтра обеспечивает равенство суммарных потоков излучения и подавление нерабочих максимумов. Фильтр 8предварительной монохроматизации установлен для отрезания далеко отстоящих нерабочих максимумов. Приведенысоотнощения, из которых определяются1 и 1 (1 - толщина кристаллическойкпластины 4, 1 - максимальная толщина пластины /). 9 ил. 1 табл,1278765 ИнтерАеренционный Аильтр содержитступени, состоящие из входных и выходных поляризаторов 1 и плоскопараллельных двупреломпявщих пластин между ними, и выполнен из двух частей "основной 2 и дополнительной 3. Толщи 1 Оны пластин 4 основной части 2 кратныХ с коэффициентом .кратности два,причем выходной поляризатор 5 ступени, содержащей пластину 4 толщиной1 , выполнен с возможностью вращениявокруг оптической оси 6;Толщины пластин 7 дополнительнойчасти 3 кратны 1 с коэААициентомКкратности 1/2, Величины 1 и 1 опкределявтся из соотношений 7 й где Л, (1,=1,3,5) -длины волн, Соответствующие первойвыделяемой триаде;расстояние между вы- ЗОделяемыми длинамБволн;показатель двойноголучепреломпеннякристаллических пластин 4 и 7 для длинволн Л.;середина вьделяемого интервала длинволн;наименьшее и наибольнее значения выЛмокс 40 д иЛ"эобретение Относится х Оптике а точнее к интерАеренционно-поляризационным Аильтрам, и может быть использовано при определении концентрации газов, содержащихся в атмосАере для целей охраны окружавщей сред 1.Цель изобретения - повышение точности определения концентрации газов в атмосАере путем поочередного выделения двух триад длин волн, расположенных на одинаковом спектральном расстоянии друг от друга, и обеспечения равеиства спектральных потоков, соответствующих триадам.На фиг. 1 представлена схема расположения элементов фильтра (стрелками показана ориентация их осей); на фиг; 2-9 - спектральная картина излучения на выходе ступеней в зави 1=1,3,5 ьЬ,РЛ, (1 деляемых длин волн.Для отрезания далеко отстоящих нерабочих максимумов используетсяфильтр 8 предварительной монохроматизации, выполненный например, изстекла марки УФС,Фильтр работает следующим образом.В основной части 2 толщина Х"кристаллической пласти щ 4 одной изступеней рассчитывается так, что триинтерйеренционных максимума соответствуют заданным длинам волн Л,и , а три интерференционных мини 1мума соответствуют длинам волн Ли 11 , Расчет ведется для дниц6волн Л, Л и Л исходя иэ условия1максимумов и заданного расстояния симости от положения выходного поля.ризатора (2)-,)1 (1 -- ,";ф)максмежду длинами волн 61 , а именно со фиспользованием выражения (1).В начальном положении главныеплоскости входного 1 и выходного 5поляризаторов этой степени параллельны, и интерАеренционная картина имеет вид, представленный на фиг, 2.При повороте выходного поляриза"отора 5 на 90 максимумы и минимумыинтерференционной картины меняютсяместами, т.е. теперь проходящее излучение соответствует длинам волн ЛфЛ, (Аж, 3),Ступени, толщины кристаллов в которых соответствуют выражению 1 ==1 2, сужают ширину полосы пропускания основной части 2 до нужногозначения (Аиг. 4 и 5). На фиг. 6 и 7показано результирующее пропускание,основной части 2 при двух положенияхвыходного поляризатора 5. Для обеспечения равенства суммарных потоков излучения, соответствующих обеим триадам длин волн, и подавления нерабочих максимумов вводятся дополнительные ступени (дополнительная часть .3 фильтра), которые рассчитываются так; нто один иэ интерАеренцнонных максимумов каждой иэ ккх центрирОван на середину рабочегОЛ спектрального интервала Л .)278765 3причем толщина самой толстой К-ойпластины 7 дополнительной части 3вычисляется,по Аормулел 2иаксгде а Л определяется положением ближайших нерабочих главных максимумовосновной части 2 и рассчитывается псФормуле10аЛ=(Л + а) - (Л, - 2 д)ьл ьл,Толщина пластины 7 каждой следующей степени дополнительной части 3в два раза меньше, чем предыдущая,Спектральное пропускание ступеней дополнительной части 3 показано наФиг. 8 и 9. Па Аиг, 8 штриховкой показано совместное действие ступенейосновной 2 и дополнительной 3 частей,20 УсловноеобозначеЧасть СтуТолщинапластины,ени ние Дополнительная 0,22 2/4 1 /2 0,44 0,88 РОсновная 6,16 5 12, 32 3 08 ИнтерАеренционно-поляризационныйФильтр преимущественно для определения концентрации газов в атмосФере,содержащий ступени, состоящие извходных и выходных поляризаторов иплоскопараллельных двупреломляющихпластин между ьими, о т л и ч а -ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности определения концентрации газов в атмосФере, он выполнениз.двух частей - основной, толщины Зз пластин которой кратны 1" с коэФФициентом кратности 2, причем вьжоднойполяризатор ступени, содержащий пластину толщиной Т , выполнен с возможностью вращения вокруг оптической 40 оси, и дополнительной, толщины пластин которой кратны 1 с коэАФициенКтом кратности /2, причем(цл.дЛ го луч кристал фЗь 5) - длиныветстввой выд ел омлени яческих пласлн, соотде Л.,ующие переляемой триаде;Расстояние выделяемымьЛ,ежду волн;азатель д йиоДля обеспечения простоты конструк- ции ступень с поворотным поляризатором 5 располагается на краю схемы Крайний поляризатор (входной или вы - ходной в зависимости от того, на входе или выходе схемы расположена ступень) выносится из схемы и размещается,в отдельном устройстве.П р и м е р. Изготавливают и испытывают ИПФ, предназначенный для исследования концентрации озона в атмосФере. Все пластины изготавливают из кристаллического кварца. Фильтр вьщеляет поочередно две триады длин волн, соответствующих полосам наибольшего и наименьшего поглощения озона нм, Л, 318,85 Л, =320,15Л 321, 45 Л 322, 75Л 324,05 Л 325,35М, 2,6 нм, ширина полос пропусканчядЛ 0,325 нм.х УЗУ 5 ЛСРЛ. Б соответствии с расчетом(1макс =322,1 нм, и Л 9,1 нм. Толщины пластин приведены в таблице. Формула изобретения тин для длин волн Л.1середина выделяемогоинтервала длин волн;- наименьшее и наибольшезначения выделяемыхдлин волн,