Интерференционно-поляризационный фильтр

). ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНР(56) 1. Скоморовский В.И., Иоффе С.Монохроматические фильтры для наблюдения Солнца, Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физикеСолнца, вып. 52, 1980, с. 135.2. Авторское свидетельство Спо заявке3355445/18-10,кл. О 02 В 5/30, 1981 (прототип(54) (57) ИНТЕРФЕРЕНЦИОННО-ПОЛЯРИЗАЦИОННЫЙ ФИЛЪТР, содержащий теплозащитный и иитерференционный фильтры,ступень Эвенса, включающую два поляризатора и размещенные между нимитри кристаллические пластины,термокомпенсированные управляемые широкоугольные ступени, каждая из кото-рых включает управляемую широкоугольную ступень Лио, содержащуюдва поляризатора и размещенные междуними две фазовые пластины полволны,установленные с возможностью поворота вокруг оси фильтра, фазовую пластину четвертьволны и четыре кристаллических пластины, две иэ которых выполнены термокомпенсирующими, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения диапазона перестройки полосы пропускания фильтра между ступенью Эванса и термокомпенсированными управляемыми широкоугольными ступенями дополнительно введены управляемая ступень, включающая два поляризатора и размещенные между ними кристаллическую пластину, фазовую пластину пблволны, установленную с врзможностью поворота вокруг оси фильтра, и фазовую пластину четверть" волны, а также по меньшей мере две управляемые широкоугольные ступени,каждая из которых включает два поляризатора и размещенные между ними две кристаллические пластины, одну фазовую пластину четвертьволны и две полуволны, одна из которых установлена с возможностью поворота вок- р руг оси фильтра, причем углы поворота фазовых пластин полволны в уп, равляемых ступенях связаны соотношением: юс: 0,5.р : О, 25 с 6: О, 125 яС:Ф Ок 0625 об : Ою 03125 сб : О 015625 ОС 1 где ы, - угол поворота фазовой пластины полволны в ступени с наибольшей волновой разностью хода.Изобретение относится к оптичес- кому приборостроению, в частности, к технике спектроскопии Солнца, и может быть использовано для комплексного исследования и прогнозирования солнечной активности в ин/тересах радиосвязи, метеорологии; и др. Известен интерференционно-поляриэационный фильтр, содержащий теп О лоэащитный и интерференционный фильтры, ступень Эванса, включащую два поляризатора и размещенные между ними три кристаллические пластины, две широкоугольные ступени Эванса, каждая иэ которых включает два поляризатора и размещенные между ними четыре кристаллические пластины, и фазовую пластину полволны, а также управляемые широкоугольные ступени Лио, каждая из которых включает два поляризатора и размещенные между ними две кристаллические пластины, однуфаэовую пластину четвертьволны и одну полволны. Кроме того, Фильтр включает еще одну ступень Эванса и одну . широкоугольную ступень Лис, содержащую два поляризатора и размещенные между ними две кристаллические пластины,и Фазовую пластину полволны. Оптическая стопа склеена. Полоса пропускания такого Фильтра составляет 005 нм, центрированная на длину волны 56,28 нм, При этом в Фильтре реализована воэможность смещения полосы пропускания в пределах 35ф 0,1 нм, которое осуществляется вра. щением внешних поляризаторов и втулки, содержащей две ступени Фильтра с наибольшей волновой разностью хода 1 40Недостатком Фильтра являетвя необходимость вращения его внешних поляризаторов при перестройке полосы пропускания, что не позволяет использовать Фильтр для измерения 45 поляризационных эффектов на Солнце. Кроме того, положение полосы пропускания фильтра может смещаться в условиях высокогорья.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является интерференционно-поляризационный Фильтр, содержащий теплозащитный и интерференционный фильтры,.ступень Эванса, включающую два поляризатора и размещенные между ними три кристаллические пластины, термокомпенсированные управляемые широнаугольные ступени, каждая из которых включает управляемую широкоугольную ступень Лис, содержащую два поляризатора и раэ мещенные между ними две фазовые пластины полволны, установленные с возможностью поворота вокруг оси фильтра, фаэовую пластину четверть- , волны и четыре кристаллических плас тины, две иэ которых выполнены термокомпенсирующими. Внутренние поверхности оптических деталей находятся на иммерсионном контакте.Оптическая стопа герметизируется,Полоса пропускания фильтра состав. ляет 0,05 нм при центрировке на длину 658,28 нмПри этом возможность смещения полосы пропускания в пределах 1 0,1 нм, осуществляется вращением фазовых полуволновых пластин в термокомпенсированных управляемых широкоугольных ступенях с соотношением углов поворота о : 0,66 ю 60,5 сС : 0,25 е где К - угол поворота Фазовой пластины полволны в ступени с наибольшей волновой разностью .хода 2 . Недостатком известного фильтраявляется малый диапазон перестройки полосы пропускания,1Цель изобретения - увеличениедиапазона перестройки полосы пропускания фильтра,Поставленная цель достигается тем, что в интерференционно-поляриэационном фильтре, содержащем теплозащитный и интерференционный фильтры,ступень Эванса, включающую два поляри-. затора и размещенные между ними три кристаллические пластины, термокомпенсированные управляемые широкоугЬльные ступени, каждая из которых включает управляемую широкоугольную ступень Лис, содержащую два поляризатора и размещенные между ними две фаэовые пластины полволны, установленные с возможностью поворота вокруг оси фильтра, фазовую пластину четвертьволны и четыре кристаллических пластины, две из которых выполнены термокомпенсирующими,между ступенью Эванса и термокомпенсированными управляемыми широкоугольными ступенями дополнительно введены управляемая ступень, включающая два поляризатора и размещенные между ними кристаллическуЮ пластину,фазовую пластину полволны, установленную с воэможностью поворота вокруг оси фильтра, и Фаэовую пластину четверть- волны, а также по меньшей мере две управляемые широкоугольные ступени, каждая из которых включает два поляризатора и размещенные между ними две кристаллические пластины, одну Фаэовую пластину четвертьволны и две полволны, одна из которых установлена .с возможностью поворота вокруг оси фильтра, причем углы поворота фазовых пластин полволны в управляемых ступенях связаны соотношением: 06: 0,5 ь. : 0,25 К : 0,12500,0625 с 6 : 0.,03125 оС,: 0,015625 К, где ь - угол поворота фазовой плас.тины полволны в ступени с наибольшей волновой разностью хода.На чертеже представлена оптикомеханическая схема Фильтра (черточками показана ориентация оптических осей элементов).фильтр состоит иэ теплоэащитного фильтра 1, интерференционного фильтра 2, после чего идут интерференционно-поляриэациониые ступени.Первая ступень - ступень Эванса состоит иэ поляризатора 3, трех кристаллических пластин 4-6 и второго поляризатора 7. Вторая ступень - управляемая, состоит из поляризатора 7, поворотной Фаэовой пластины 8 полволны, Фазовой пластины 9 четвертьволны, кристаллической .пластины 10 и второго поляриза-.тора 11. Третья - управляемая широкоугольная ступень состоит иэ поляризатора 11, поворотной фазовой пластины 12 полволны, Фазовой пластины 13 четвертьволны, кристаллической пластины 14, Фазовой пластины 15 полволны, кристаллической пластины 16 и второго поляризатора 17, Четвертая - управляемая широкоугольная ступень .состоит из поляризатора 47, поворотной фаэовой пластины, 18 полволны, фаэовой плас тины 19 четвертьволнй, кристалли- ческой пластины 20 на подложке 21 из стекла, фазовой пластины 22 полволны, кристаллической пластины 23 на подложке 24 из стекла и второго поляризатора 25 Пятая - управляемая широкоугольная ступень состоит из поляризатора 25, поворотной Фазовой пластины 26 полволны, Фазовой пластины 27 четвертьволны, кристаллической пластины 28, фазовой пластины 29 полволны, кристаллической пластины 30 и второго поляризатора 31.Шестая - термокомпенсированная управляемая широко- угольная ступень состоит из управляемой широкоугольной ступени Лио, содержащей поляризатор 31, фаэовую пластину 32 полволны, установленную с воэможностью поворота вокруг оси фильтра, Фазовую пластину 33 четвертьволны, термокомпенсирующую кристаллическую пластину 34, кристаллическую пластину 35, фазовую пластину 36 пблволны, кристаллическую пластину 37, вторую термокомпенсирующую пластину 38 и второй поляризатор 39. Седьмая - термокомпенсированная управляемая широко- угольная ступень состоит иэ управляемой широкоугольной ступени Лио, содержащей поляризатор 39, фаэовую пластину 40 полволны, установленную с возможностью поворота вокруг осиФильтРа, фаэовую пластину 41 четвертьволны, термокомпенсирующуюкристаллическую пластину 42,кристал.лическую пластину 43, фазовуи йластину .44 полволны, вторую кристаллическую пластину 45, термокомпенсирующую кристаллическую пластину 46и второй поляризатор 47.Восьмая -,термокомпенсированная управляемаяширокоугольная ступень состоит изуправляемой широкоугольной ступениЛис, содержащей поляризатор 47,фазовую пластину 48 полволны,установленную с воэможностью поворота вок 510 руг оси фазовую пластину 49 четКаждая из фазовых пластин четвертьволны и полволны состоит иэ двух пластин кристаллического кварца толщиной около 2 мм, ориентированных между собой так, что вйосимые ими разности хода вычитаются,Разность толщины пары, образующей:50 пластину четвертьволиы, равна18,2 мкм, а образующей.пластинуполволны - 36,4 мкм. В качествеполяризаторов используются пленочныеполяроиды.Внутренние поверхности оптических деталей находятся .на юеюерсианном контакте. Оптическая стопа гер-,метизируется. Рабочая температурафильтра 40 ОС,Материал, толщина и ориентация6 О. оптической оси кристаллических иФазовых пластин представлены втабл,1. 15 вертьволны, термокомпенсйрующуюкристаллическую пластину 50,кристаллическую,пластину 51, Фазовую пластину 52 полволны, вторую кристалли:ческую пластину 53, термокомпенсирующую кристаллическую пластину 54,пластину 55 и второй поляризатор 56.Пластина 55 из стекла К 8 - технологическая.ФПривод поворотных пластин 8,12,18,26,32,40 и 48 состоит из рукоятки 57, шкалы 58, цилиндрическихколес 59-69 и семи, осей 70.Теплозащитный светофильтр 1 представляет собой пластину из дигидрофосфата аммония (АДР), вырезаннуюперпендикулярно к оптической осикристалла, толщиной 10 мм и пластины иэ КСтолщиной 2 мм. ИнтерФеренционный Фильтр 2 используетсяв качестве фильтра предварительной З 5 монохроматизации и имеет следующиехарактеристики: длина волны максимума пропускания 656,28 нм, полуширина полосы пропускания 2 нм,пропускание сас = 60-70, про пускание0,1% в нерабочей зоне10 нм.+45 Исландский шпат 7,422 35 Кристаллическийкварц КристаллическийкварцТо жеИсландский шпат Кристаллическийкварц Кристаллическийкварц Исландский шлат Кристаллическийкварц Исландский шпат Кристаллическийкварц Дигидрофосфаткалия 3,500 3,518 0,0364 0,.0182 13,998 0,0364 0,0182 13,998 0,364 Таблица 1 Ориентацияоптической оси,град-45 43 44 0 Кристаллическийкварц 12,262,742 45 Исландский шпат Днгидрофосфатаммония 46 Кристаллический кварц О - й 1800 О, 0364 48 То же 0,01825,484 49 0 Дигидрофосфатаююния+45 53 Дигидрофосфатаммония 54 2 31 9 Э бф поворот ны 12, 18, 26,вклеены во подшипников вляется с п Ь 5 ников. черезфазовые.пластины 8,2, 40 и 48 полволны утренние колъца шарико Их вращение осущестощъв насыпных подшип-. Редуктор рукояткой 57,0 0 Исландский шпатДигидрЬфосфаткалияКристаллическийкварц Ориентация поляроидов в интерференционно-поляризационном филътре представлена в табл.2.Таблица 2 12,2260.,0364соединенной со шкалой 58. Шкала 58 служит для отсчета перемещения по-, лосы пропускания Фильтра по спектральному диапазону. Ноль шкалы .58 соответствует центрировке полосы цропускания на длину волны 656,28 нм, 5Перестройка полосы пропускания предлагаемого Фильтра осуществляется следу 3 ощим образом.Вращение от рукоятки - шкала .57-58 передается цилиндрическими 10 колесами 59-61 на оси 70 (семь штук)и через семь цилиндрических колес, .62на Фазовые пластины 8,. 12, 18, 26, 32, .40 фи 48.полволны. Вращение передается через редуктор 15 с цилиндрическими колесами 63-69 с передаточным отношением (на замедление)12, Крайниеположения шкалы 58 соответствукт развороту пластин 8, 12, 18, 26, 32, 40 и 48 на углы ф 28,12, 156,25; +112,5; т 225, + 450, + 900 и+1800, соответственно. В результате такого разворота полоса пропускання фильтра будет перемещаться на + 1 нм от положения 3656,28 нм.Введение и предлагаемый фильтр дополнительных ступеней позволяет увеличить дйайазон перестройки поло сы пропускання фильтра на порядок. Это дает воэможность совместно с фильтровыми телескопами исследовать образования с разными лучевыми скоростями, с разными профилями, на раэных глубинах в атмосфере Солнца.1062 б 37 ль Иегеза стаюенкоКоррек Состав Техред 21 Эак 035,роектная,4 ал ППП "Патентф, г. Ужгород,ктор О. Юркове Тираж 511 Государственного делам нэобретени осква, Ж, Раушс Подписнокомитета СССРи открытиикая наб., д,. 4/