Фокальный светофильтр

 

Изобретение относится к оптическому приборостроению и м.б. использовано в системах передачи оптической информации и волоконно-оптических линиях связи. Цель изобретения - уменьшение габаритов устр-ва, его упрощение и повышение селективности . Ф9кусирующий диспергирующий элемент светофильтра выполнен в виде цилиндрической градиентной линзы 1 с показателем преломления, изменякгщимся по параболическому закону от оси линзы к периферии. В центре входного торца линзы 1 по продольной оси нанесено поглощающее покрытие в виде диска 2, устраняющее параксиальные лучи, распространяющиеся вблизи оси линзы 1 независимо от длины волны. На выходной торец линзы нанесено аналогичное поглощающее покрытие в виде диафрагма 3 с круглым отверстием 4 в центре, размещенном на оси линзы 1, Ширина спектральной полосы пропускания фильтра обусловлена величиной диаметров даюка 2 и отверстия 4 в диафрагме 3. Приведена фг-ла для определения длины линзы I. 4 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

COLlHAЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 6 02 В 5/20 и

:. "ге

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 410?600/24-10 (22) 12.06. 86 (46) 29.02. 88. Бюл. У 8 (72) А.Е.Прокофьев и ГвИ.Шишов (53) 535.89:621. 373 (088.8) (56) Заявка Японии |1 60-2644, кл. G 02 В 6/28, 1985.

Авторское свидетельство СССР

II 397778, кл. G 01 J 3/2, 19 73. (54 ) ФОКА|1ЬНЪ|Й СВЕТОФИ|1ЬТР (57) Изобретение относится к оптическому приборостроению и м.б. использовано в системах передачи опти- ческой информации и волоконно-оптических линиях связи. Цель изобретения — уменьшение габаритов устр-ва, его упрощение и повышение селективности. Фокусирующий диспергирующий

SU 1 77805 А1 элемент светофильтра выполнен в виде цилиндрической градиентной линзы

1 с показателем преломления, изменяющимся по параболическому закону от оси линзы к периферии. В центре входного торца линзы 1 по продольной оси нанесено поглощающее покрытие в виде диска 2, устраняющее параксиальные лучи, распространяющиеся вблизи оси линзы 1 независимо от длины волны.

На выходной торец линзы нанесено аналогичное поглощающее покрытие в виде диафрагмы 3 с круглым отверстием

4 в центре, размещенном на оси линзы 1. Ширина спектральной полосы пропускания фильтра обусловлена величи- а ной диаметров диска 2 и отверстия 4 в диафрагме 3. Приведена ф-иа Вда ои- Щ ределения длины линзы I. 4 ил.

1377805

55

Изобретение относится к области оптического приборостроения и может ( быть использовано в системах передачи оптической информации и волоконнооптическихих линиях связи .

Цель изобретения - уменьшение габаритов конструкции., ее упрощение и повышение селективности фильтра.

На фиг.1 приведен светофильтр,общий вид; на фиг.2 - ход лучей с различными длинами волн в цилиндрической градиентной линзе длиной 77/2 ;

546 нм . с з аконом р аспр едел ения показателя преломления

n = n,(! - — в((Л)г 1, 1 2 где Ы(М) — коэффициент пропорциональности; r - расстояние от оси линзы до точки наблюдения, Л - длина волны попадающего в линзу света; на фиг. 3 - пример дисперсии показателя преломления в градиентной линзе, п, - показатель преломления на оси, n, - показатель преломления на поверхности, — постоянная распределения; на фиг. 4 - зависимость фокусного расстояния от длины цилиндрической градиентной линзы для различных длин волн: 486,1 нм (Г, 546|1 нм (f gag), 659,3 нм (f 9); (э o gg (6 9 — соответствующие постоянные распределения. Фокусным расстояниям перевернутых изображений условно приписаны отрицательные значения.

Фокальный светофильтр содержит диспергирующий элемент - цилиндрическую градиентную линзу 1 длиной (2п+1 ) 7/ /2 о, где n — положительное целое число. В центре входного торца цилиндрической градиентной линзы 1 по продольной оси нанесено поглощающее покрытие в виде диска 2, необходимое для устранения параксиальных лучей, которые будут распространяться вблизи оси цилиндрической градиентной линзы, незавцсимо от длины волны. На выходной торец цилиндрической градиентной линзы 1 нанесено аналогичное поглощающее покрытие в виде диафрагмы 3 с круглым отверстием 4 °

В зависимости от величины диаметра диска 2 на входном торце и диаметра отверстия 4 диафрагмы 3 на входном торце цилиндрической градиентной линзы 1 можно регулировать ширину спектральной полосы пропускания. Величину

45 диаметра диска 2 d., в зависимости от диаметра d отверстия 4 диафрагмы 3 и полосы пропускания 4 определяют иэ со о тн ош е ни я:

d г 72n+157J ло (л>

c os — — —,---.. — (1 + — --- )1 о((Л I где d a (A ) — приращение, соответствующее полосе пропускания фильтра п — положительное целое число.

Фокальный светофильтр (например, для длины волны 546 нм) работает следующим образом.

11ри падении параллельного полихроматического пучка света на входной торец цилиндрической градиент= ной линзы 1 длиной (2n+1)Тi/2d

544 лучи с длиной волны 546 нм будут фокусироваться на выходном торце цилиндрической градиентной линзы 1 и выходить через отверстие 4 в диафрагме 3. Лучи с другими длинами волн будут ограничиваться диафрагмой 3.

Параксиальные лучи с различными длинами волн. ограничиваются диском 2 на входном торце цилиндрической градиентной линзы 1, благодаря чему жестко спектральная полоса пропускания фильтра.

В конкретном варианте для цилиндрической градиентной линзы длиной

7h/2d. gg с ходом дисперсионных кривых (фиг.2) и с распределением показателя преломления вида (1) полоса пропускания равна d ) = +20 нм при диаметре диска на входном торце цилиндрической градиентной линзы

400 мкм и диаметре отверстия диафрагмы на выходном торце 200 мкм. Если же эти величины равны соответственно 140 мкм и 70 мкм, то 0Л = 10 нм.

Диаметр цилиндрической градиентной линзы 3 мм, поэтому потери света иэ-за поглощения на диске на входном торце диаметром 400 мкм не превышают 2Х.

Формула изобретения

Фокальный светофильтр, состоящий иэ фокусирующего диспергирующего элемента, выполненного в виде линэы,обладающей хроматичесКой аберрацией, в центре которой на ее входном торце расположен поглощающий диск, и диафрагмы, расположенной на выходном торце фильтра, причем центр диафрагмы

1377805

7,б 7 расположен на оси линзы, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью уменьшения габаритов конструкции, ее упрощения и повышения селективности фильтра, фокусирующий диспергирующий элемент выполнен в виде цилиндрической градиентной линзы с показателем преломления, изменяющимся по параболическому закону от оси линзы к периферии, причем поглощающий диск выполнен при помощи поглощающего покрытия, нанесенного на выходной торец линзы, а ее длина L соответственно равна

/!

1 = ----. (2n+1)

2 с где о(- положительный коэффициент пропорциональности, характеризующий распределение показателя преломления в линзе на длине волны, соответствую-. щей центру полосы пропускания, n = 1,2...

1377805

Составитель Н.Погосов

РеДактоР А.Долинич ТехРед И,Попович Корректор М.Шароши

Закаэ 8б9/43

Тираж 533. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий! )3035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д.4/5

Проиэводствеино-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðîä, ул. Проектная, 4