Интерференционно-поляризационный фильтр

(51) 4 т 02 В 5/ ИофФе С. Б.,к М.Г, Оптиконость, 1979,ННЫЙ ЛЯР м ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И 01 НРЫТИПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ РСНОМУ СВИДЕТЕ(57) Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частности к технике спектрального анализа, и может быть использовано для выделения излучения определенного спектрального состава, характерного для анализируемого вещества, в корреляционных спектрометрах, предназначенных для дистанционного измерения общего содержания газов в атмосфере, преимуществени но в Факелах промышленных предприятий. Изобретение позволяет сформировать два выходных канала, содержащихХЧ по две полосы пропускания, расположенных симметрично относительноИнтерференционно-поляризационный фильтр содержит три ступени. Основная ступень вклюцает два поляризатора 1 и 2 и размещенные между ними кристаллические пластины 3-16 одинаковой толщины, причем главные сечения пластин составляют с главным направлением углы Я, где и - порядковый номер пластины, Первая дополнительная ступень включает два поляризатора 2 и 17 и размещенную между ними кристаллицескую пластину 18, вторая - поляризаторы 17 и 19 и пластину 20, Углы между главными сечениями пластин и главным направлением поляризаторовосоставляют 45 , толщины пластин выби раются в соответствии с числом и тол щиной пластин основной ступени. Вы" ходной поляризатор 19 выполнен в вид двухлучевой призмы. Устройство содер жит также светофильтр 23 с максимумо пропускания на длине волны Ъ 1 табл.Нзрстение ОтнОситсЯ к ОптическО му приборостроению, в частности к технике спектрального анализа, и может быть использовано для выделения излуцения определенного спектрального состава, характерного для анализируемого вещества, в корреляционных спек,трометрах, предназначенных для дистанционного измерения общего содержания газа в атмосфере, преимущественно в факелах промышленных предприятий,Цель изобретения - формирование двух выходных каналов, содержащих по две полосы пропускания, расположенных симметрично относительно 1 тНа Фиг,1 изоЬражена конструктивная схема предлагаемого фильтра; на Фиг. 2- распределение светопропускания основ ной ступени, где о Ф, и %, - соответственно полуширина и длина волны ин": терференционного максимума;на Фиг.3 то же, для первой дополнительной ступени, где Ъ, - 3 -длины волн ее ин терференционных максимумов;на Фиг.4 то же, для второй ступени в первом выходном луче, где %, и %- длиныволн ее интерференционных максимумов; , на фиг.5 - распределение для второйдополнительной ступени во втором вы-ходном луче, где 4,г и Ъ- длины волнее интерференционных максимумов; на Фиг.6 - распределение спектра пропускания интерференционно-поляризаци 35 онного Фильтра в целом и первом выходном луче, где 1, "и, и% - соответственно полуширина и длины волн , его интерференционных максимумов; на , Фиг,7 - аналогичное распределение дляфильтра в целом во втором выходном луче, где Тт и Ъ- длины волн его интерференционных максимумов.Интерференционно-поляризационный Фильтр содержит три ступени.45Основная ступень фильтра включает два поляризатора 1 и 2 и размещенные между ними кристаллические пластины3 - 16, вырезанные из одного материала, причем углы Ямежду главнымисечениями пластин и главным направлением поляризатора определяют по формулам0=Ы +и Ы при и - + 1;тпотпоИ = Ы., + (щ-и+2 ) с, при и ) - +1,27где Ы =, а щ, - четное число;(щ+2) г2 гЫ а и - нечетноетщ,+1) (тп +3)число;щ, - количество пластинп - порядковый номер пластины, Толщина до каждой отдельной пластины и количество що пластин связаны соотношениеми, а,щ, д3 Ъ, (Уогде 0 - заданная длина волны максимума полосы пропускания ступени;р, - показатель двойного лучепреломления материала пластин,"п - заданная полуширина полосыпропускания ступени.Первая дополнительная ступень включает два поляризатора 2 и 17 и размещенную между ними кристаллическую пластину 18, причем угол между главным сецением пластины 18 и главным направлением поляризаторов 2 и 17 равен 45, а толщина д, пластины 18 выЬрана равнойд, = 1,38 тп. д,.Вторая дополнительная ступень включает два поляризатора 17 и 19 и размещенную между ними кристалличес-, кую пластину 20, причем угол между главным сечением пластины 20 и главным направлением поляризаторов 17 и 19 равен 45, а толщина д пластины 20 выЬрана равнойдд = 0,69 щ,дВыходной поляризатор 19 второй ступени, а следовательно, и фильтра выполнен в виде двухлучевой поляризационной призмы (например, призмы Волланстона).Пластины 3-16, 18 и 20 могут быть вырезаны, например, из кристаллицеского кварца параллельно кристаллооптической оси, Для устранения многолуцевой интерференции в промежутки между оптическими элементами вводят слой иммерсионной жидкости (не показана).Пластины 21 и 22 - защитные, пластина 23 - светофильтр, предназначенный для подавления главных максимумов,152563, ос 30 и 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 О 11 12 13 град. 124 413 826 144 216 2932 3922 5037 6028 6854 7556 8134 8547 8836 5кроме рабочего на длине волныновной ступени.Пластины 24 и 25 - опорные, пластина 26 - технологическая, 27 - вход-.ной луч, 28 и 29 - выходные лучи.Интерференционно-поляриэационныйфильтр работает следующим образом.Фильтр может быть использован,например, для измерения ультрафиолетовой радиации со следующими параметрами:9,=290 нм; Ф, =282,5 нм; 9 =287,5 нм;292 5 нм ффВсе главные максимумы, кроме рабочего максимума на длине волны 9,=290 нм, подавляют светофильтр 23, вкачестве которого выбрано стекло мар.ки УФС"2 толщиной 4 мм, при этом пъ==14, а д =0,060 нм.Каждая из пластин 3-16 состоит издвух пластин кристаллического кварцатолщиной 3 =1,060 мм и 3 " =1,000 мм,ориентированных между собой на вычитание, т,е, кристаллические оси в них1взаимно перпендикулярны.Углы между главными сецениями пластин и главным направлением поляризаторов приведены в таблице.1,166 мм;д -- 0,583 мм,Пластина 20 состоит из двух пластин кристаллического кварца толщинойд = 1,582 мм и др 1,000 мм, ориентированных между собой на вычитание,35 49 6т.е. кристаллографицеские оси Е в них взаимно перпендикулярны.Углы между входным луцом 27 и выходными лучами 28 и 29 равны соответственно 13 13 и 11 31 Формула и э о б р е т е н и я Интерференционно-поляризационный фильтр, включающий светофильтр с механизмом пропускания на длине волны %, и ступень, состоящую из входного и выходного поляризаторов и размещенных-между ними кристаллических пластин одинаковой толщины Йд в колицестве в причем главные сечения пластин составляют с главным направлени" ем поляризаторов углы Я, где и - порядковый номер пластины, о т л и - ц а ю щ и й с я тем, что, с целью формирования двух выходных каналов, содержащих по две полосы пропускания, расположенных симметрично относительно 9 , в него введены две дополнительные ступени, каждая иэ которых включает два поляризатора и размещенную между ними кристаллическую пластину, причем угол между главными сечениями пластин и главным направлениоем поляризаторов равен 45 , толщины пластин дополнительных ступеней равныс 1 = 1,38 н,й,;д= 0,69 щ,с 1 о юа выходной поляризатор выполнен в виде двухлучевой поляризационной призмы.Составитель Н,КирееваТехред А,Кравчук Корректор С,Черни Редактор А. Ревин Заказ 7223/12 Тираж 513 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113 П 35, Москва, Я, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина,101