Фильтр интерференционный

Полезная модель относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в качестве эффективного преобразующего оптического элемента в спектральных и колориметрических приборах, в лидарах, применяемых для диагностики прозрачности атмосферы, в мультиплексорах волоконно-оптических устройств и в других приборах, а также как собственно оптического интерференционного элемента для демонстрационных учебных и научных применений. Задачей предлагаемой полезной модели является разработка интерференционного фильтра, технология изготовления которого позволяет одновременно выделять совокупность длин волн при падении на фильтр широкого спектра излучения. Технический результат, заключающийся в обеспечении возможности селекции совокупности узких спектральных диапазонов длин волн (частот) при освещении интерференционного фильтра потоком излучения от источника с широким спектром длин волн, достигается тем, что фильтр интерференционный, согласно предлагаемой полезной модели, выполнен в виде, соединенных между собой N цилиндрических оптических элементов, образуя многокомпонентный интерференционный фильтр, причем на боковую поверхность каждого оптического элемента нанесено интерференционное покрытие, выделяющее фиксированную область спектра излучения, оптически соединенных между собой, на один торец многокомпонентного интерференционного фильтра нанесен двухмерный растр, дифрагированные пучки которого образуют разные углы падения пучков на элементарные торцевые площадки многокомпонентного интерференционного фильтра, причем каждый из элементарных дифрагированных пучков при прохождении оптического элемента многокомпонентного интерференционного фильтра претерпевает многократные отражения внутри каждого оптического элемента с интерференционным покрытием, селектируя при этом на другом торце многокомпонентного интерференционного фильтра различные длины световых волн. 3 ил.

Полезная модель относится к оптическому приборостроению и может быть использована в качестве эффективного преобразующего оптического элемента в спектральных и колориметрических приборах, в лидарах, применяемых для диагностики прозрачности атмосферы, в мультиплексорах волоконно-оптических устройств и в других приборах, а также как собственно оптического интерференционного элемента для демонстрационных учебных и научных применений.

Известен фильтр интерференционный для ультрафиолетовой области спектра (см. Борисов А.Н. Ультрафиолетовый фильтр с глубоким подавлением фона, / Гайнутдинов И.С, Несмелов Е.А. Никитин А.С. Иванов В.А. - Оптический журнал, 2000 т. 67, 10, с. 67-69, - аналог), состоящий из плоских кварцевых подложек с нанесенными на обе стороны интерференционными слоями и склеенными между собой прозрачным клеем.

Известен также фильтр интерференционный - полихроматор (см., Борисов А.Н., Малогабаритный полихроматор / Макаров А.С., Гайнутдинов И.С., Никитин А.С., Несмелов Е.А.., Иванов В.А. - Оптический журнал, 1997, т. 64, 7. с. 73-74 - аналог), выполненный в виде набора секций, каждая из которых в отдельности выполнена в виде пары зеркал.

Наиболее близким техническим решением является фильтр интерференционный (см. Борисов А.Н., Маркин Ю.С. Интерференционный фильтр. Патент RU 117185 U1, МПК G01N 21/00, 20.06.2012 - прототип), выполненный из плоских кварцевых подложек, с нанесенными на обе стороны каждой из них интерференционными слоями и склеенными между собой, имеющих форму параллелограммов, меньшие стороны которых расположены вертикально и имеют интерференционные покрытия.

Недостатком известных интерференционных фильтров являются ограниченные возможности преобразования падающего на них широкого спектра излучения в заданные единичные линии излучения. Для выделения необходимой той или иной длины волны каждый раз требуется разрабатывать новую технологию производства интерференционных фильтров.

Задачей предлагаемой полезной модели является разработка интерференционного фильтра, технология изготовления которого позволяет одновременно выделять совокупность длин волн при падении на фильтр широкого спектра излучения.

Технический результат, заключающийся в обеспечении возможности селекции совокупности узких спектральных диапазонов длин волн (частот) при освещении интерференционного фильтра потоком излучения от источника с широким спектром длин волн, достигается тем, что фильтр интерференционный, согласно предлагаемой полезной модели, выполнен в виде, соединенных между собой N цилиндрических оптических элементов, образуя многокомпонентный интерференционный фильтр, причем на боковую поверхность каждого оптического элемента нанесено интерференционное покрытие, выделяющее фиксированную область спектра излучения, оптически соединенных между собой, на один торец многокомпонентного интерференционного фильтра нанесен двухмерный растр, дифрагированные пучки которого образуют разные углы падения пучков на элементарные торцевые площадки многокомпонентного интерференционного фильтра, причем каждый из элементарных дифрагированных пучков при прохождении оптического элемента многокомпонентного интерференционного фильтра претерпевает многократные отражения внутри каждого оптического элемента с интерференционным покрытием, селектируя при этом на другом торце многокомпонентного интерференционного фильтра различные длины световых волн.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен предлагаемый интерференционный фильтр, на фиг. 2 - общий вид интерференционного фильтра, вид со стороны входного торца и вид двухмерного растра, совмещенного с плоскостью входного торца, на фиг. 3 - вид изображения селектируемых световых пучков разных длин волн в фокальной плоскости проекционного объектива.

Цифрами на чертежах обозначены:

1 - падающее излучение,

2 - двухмерный растр,

3 - интерференционный фильтр,

4 - дифрагированные пучки на выходе интерференционного фильтра,

5 - совокупность дифрагированных световых пучков, лежащих в меридиональной и сагиттальной плоскостях,

6 - входной торец интерференционного фильтра,

7 - N цилиндрических оптических элементов,

8 - проекционный объектив,

9 - фокальная плоскость.

Фильтр интерференционный характеризуется тем, что он выполнен в виде, соединенных между собой N цилиндрических оптических элементов 7, (с помощью клея или другим способом), образуя многокомпонентный интерференционный фильтр 3 (фиг. 2), на боковую поверхность которых нанесено интерференционное покрытие, выделяющее фиксированную область спектра излучения, оптически соединенных между собой.

Со стороны ввода излучения в интерференционный фильтр на торец многокомпонентного интерференционного фильтра нанесен двухмерный растр 2 (фиг. 2), дифрагированные пучки которого образуют разные углы падения пучков на элементарные торцевые площадки многокомпонентного интерференционного фильтра 3 (фиг. 2).

Двухмерный растр 2 характеризуется двумя пространственными частотами _x и _y интерференционных полос или штрихов (фиг. 2).

Элементарные дифрагированные пучки, падающие на элементарные площадки (фиг. 2) под разными углами при прохождении оптического элемента многокомпонентного интерференционного фильтра 3, претерпевают многократные отражения внутри каждого оптического элемента 7 с интерференционным покрытием, селектируя при этом на другом торце многокомпонентного интерференционного фильтра 3 различные длины световых волн (фиг. 3).

Принцип действия предлагаемого фильтра интерференционного состоит в следующем.

Излучение 1 от источника света поступает на входной торец 6 многокомпонентного интерференционного фильтра 3 (фиг. 1), на который нанесен двухмерный растр 2.

Поток излучения 1 (фиг. 1), падающий на двухмерный растр 2, разделяется на совокупность дифрагированных световых пучков, лежащих в меридиональной и сагиттальной плоскостях 5 (фиг. 1), характеризующихся углами и , соответственно.

Дифрагированные пучки под разными углами падения поступают на элементарные торцевые площадки (фиг. 2) многокомпонентного интерференционного фильтра 3. Каждый из элементарных дифрагированных пучков при прохождении оптического элемента 7 претерпевает многократные отражения внутри каждого элементарного оптического элемента с нанесенным на его внешнюю сторону интерференционным покрытием. За счет этого происходит селекция (выделение) совокупности различных пространственных частот (длин волн) (фиг. 3) посредством предлагаемого многокомпонентного интерференционного фильтра 3.

Таким образом, создан принципиально новый многокомпонентный интерференционный фильтр, позволяющий обеспечить возможность селекции совокупности узких спектральных диапазонов длин волн (частот) при освещении интерференционного фильтра потоком излучения от источника с широким спектром длин волн.

Фильтр интерференционный, характеризующийся тем, что он выполнен в виде соединенных между собой N цилиндрических оптических элементов, образуя многокомпонентный интерференционный фильтр, причем на боковую поверхность каждого оптического элемента нанесено интерференционное покрытие, выделяющее фиксированную область спектра излучения, оптически соединенных между собой, на один торец многокомпонентного интерференционного фильтра нанесен двухмерный растр, дифрагированные пучки которого образуют разные углы падения пучков на элементарные торцевые площадки многокомпонентного интерференционного фильтра, при этом каждый из элементарных дифрагированных пучков при прохождении оптического элемента многокомпонентного интерференционного фильтра претерпевает многократные отражения внутри каждого оптического элемента с интерференционным покрытием, селектируя при этом на другом торце многокомпонентного интерференционного фильтра различные длины световых волн.