Акустооптический фильтр
Изобретение относится к средствам измерения спектральных характеристик оптического излучения и может быть использовано в спектрофотометрии, измерительной технике, лазерной технике, поляриметрии. Цель изобретения - расширение спектрального диапазона фильтра при неизменной полосе управляющих частот путем одновременной фильтрации анализируемого излучения на одной ультразвуковой волне в двух спектральных поддиапазонах с перекрытием. Исходное анализируемое излучение, полиризованное входным полиризатором 2, поступает на светозвукопровод 3, где преломляется на двух входных гранях и далее распространяется в светозвукопроводе по двум различным входным оптическим осям фильтра, каждая из которых образует, соответственно углы Θ<SB POS="POST">1</SB> и Θ<SB POS="POST">2</SB> с осью [001]. Для эффективной работы фильтра в широком диапазоне углов падения света должно выполняться условие оптимального режима фильтрации @ [K]/ @ Θ = O, где K - волновой вектор звука, Θ - угол между падающим световым лучом и осью [001].
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)5 С 02 F 1/11
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ГННТ СССР
Н А ВТОРСКОМ,К СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4171110/31-25 (2?) 26.12.86 (46) 15,03.90. Бюл. II"- 10 (72) В,N,Епихин и Ф.Л.Визен (53) 535.8(088.8) (56) Патент США, - 33995533110077, кл, G 02 F 1/Il, 1976, (Yano Т, et al Acousta optic filter) Chang С. Noncolleneur acousto
optic filter vith lang angular aperture. Appl. Phys. Lett. 1 974, 25, 7э р, 370-372 ° (54) .АКУСТООПТИЧЕСККЙ ФИЛЬТР (57) Изобретение относится к средствам измерения спектральных характеристик оптического излучения и может быть использовано в спектрофотометрии, измерительной технике, лазерной технике, поляриметрии. Цель изобретения — расширение спектрального диапазона фильт ра при неизменной полосе управляющих частот путем одновременной фильтрации анализируемого излучения на одной ультразвуковой волне в двух спектральных подциапазонах с перекрытием. Ис". ходное анализируемое излучение поляризованное входным поляризатором 2, поступает на светоэвукопровод 3, где преломляется на двух входных гранях и далее распространяется в светозвукопроводе по двум различным входным оптическим осям фильтра, каждая из которых образует соответственно углы .
I), и О с осью (0013. Для эффективной работы фильтра в широком диапазоне
9 углов падения света долино выполнять-. сл условие слтиивлвисгс реииие фильт- (/) рации 3IK I /96 =О, и осью (00IJ.
I saï.ô-лы, 2. Нпа
В реэупьтате оптимальной фильтрации
:излучения, идущего по двум различным
:осям, через выходные поляризаторы 5 и
6 выходит профильтрованное излучение
7 и 9 второго и первого спектральных подциапаэонов. Как следует иэ векторной диаграммы на фиг.1, модули.векторов К,=АВ и К =CD не равны, откуда следует, что на одной частоте УЗВ осуЩествляется фильтрация в двух различ ных спектральных поддиапазонах.
Были проведены испытания экспериментального фильтра со следующими параметрами, : у=10, 0,=23,4, 6 =79,9
Ы=34,3, Р =88,6, полоса частот УЗВ
1?0-180 МГц. В результате получены два поддиапазона фильтрации 457623 нм и 620-9-16 нм с перекрытием их
М, =3 нм. Полный спектральный диапа-.. зон фильтра (457-916 нм) в 2,8 раза больше, чем у фильтра-прототипа (457623 нм) при той же полосе частот УЗВ (120-180 МГц) °
Предлагаемый фильтр позволяет решить и обратную задачу, т.е. сузить полосу частот УЗВ при заданном спектральном диапазоне ° Для реализации спектрального диапазона 457-916 нм в фильтре-прототипе полоса частот
УЗВ составляет 80,5-180 МГц. Полоса частот предлагаемого фильтра для того же спектрального диапазона составляет
120-180 МГц, что в 1,7 раза меньше, чем у прототипа. При этом время перестройки фильтра по диапазону также уменьшается в 1,7 раз.
3 1550464
Изобретение относится к средствам
Измерения спектральных характеристик
Оптического излучения и может быть
Использовано в спектрофотометрии, из:черительной технике, лазерной техниКе, поляриметрии.
Целью изобретения является расширение спектрального диапазона фильтра при неизменной полосе управляющих частот путем одновременной фильтрации анализируемого излучения на одной ультразвуковой волне в двух спектральных диапазонах с перекрытием, На фиг,1 показана схема предла- у5
1.аемого фильтра на фиг.?. — векторная ф иаграмма акустооптического взаимодействия.
На чертежах приняты следующие обоначения: . исходное анализируемое.из- 20 учение 1, входной, поляризатор 2, ветозвукопровод 3, поглотитель УЗВ выходные поляризаторы 5 и 6, проФ с ильтрованное излучение 7 второго оддиапазона, пьезопреобразователь 8, профильтрованное излучение 9 первого оддиапазона К „=OB; К -=04.ð К „=AB, олновые векторы падающего и продифраЯ ировавшего света и У ЗВ первого подиапазона соответственно. K < =-OD j0
1 о 1 g
q = ОС, K, =CD — волновые векторы
1 адающего и продифрагировавшего .све- та и УЗВ. второго поддиапазона.
Устройство работает следующим образом. 5
Анализируемое излучение 1 поляризованное входным поляризатором 2,,,1 остунает.на светозвукопровод 3, где преломляется на двух входных гранях и
pàëåå распространяется в светозву- .щ
Копроводе по двум различным входным оптическим осям фильтра, каждая иэ
Которых образует соответственно углы
8, и О с осью 1.001)
Для эффективной работы фильтра в широком диапазоне углов падения света должно выполняться условие оптимального режима фильтра 31K / 8 =О, где К вЂ” волновой вектор .звука; 8— угол между падающим световым лучом и осью (0011, Условие оптимальной фильтрации оз-. начает, что касательные к окружности и эллипсу в точках А, В и С, D должны быть попарно параллельны. Для парателлурита этому условию отвечают два угла О„ и Gz, связанные с углом
1 наклона вектора K к оси (110 ) уравнением, где 0 г (19, Формула и э р б р е т е н и я
1, Акустооптический фильтр, содержащий светоэвукопровод из парателлурита, пьезопреобраэователь поперечной ультразвуковой волны, поляризованной. вдоль кристаллографической оси (110), входной поляризатор, ориентированный в плоскости Li10) и выходной поляризатор ориентированный ортогонально входному, отличающийся тем„ что, с целью расширения спектрального диапазона фильтра при неизменной полосе управляющих частот путем одновременной фильтрации анализируемого излучения на одной ультразвуковой волне в двух спектральных диапазонах с перекрытием, в него введен второй. выходной поляризатор, пьезопреобразо-, ватель присоединен к плоскости светоэвукопровода, параллельной оси (110) и пО °
5 15504á4 и составляющей угол О у<19 с плос-костью (110 ), а светозвуковод установлен так, что две входные оптические оси фильтра внутри светозвуково .да расположены в плоскости (110) под
5 углами О, и 01 к оси 5001) причем у, g, и 6 связаны системой уравне.ния
d A — перекрытие поддиапа эонов;
V — - фазовая скорость ультразвуковой волны; п е — коэффициенты преломления обыкновенного и необыкновен,...ного лучей в парателлурите соответственно.
) гоз агсйа(ч. М 8 Ц-А(6)соя8
А(8) sin 6 -sin tsrctg (y tg8)) (1) ф(,n,,f,)-. ф(,о,f,)= аЛ (2) Х 3"
Ф где g,, 8<- корни уравнения (1);
6„=мин 36„6 ), и = мин „й 3, Л =мин Я „, 1., 4(y,8,f.)=-- "sin(9-y) (1- I In(8) (1- q sin 8 — — «j ; n(8)=n A(8);
sin (8- у)
k(8)=(q sin 8,cos 8 ); с=1/f V n
%-П О/Пр у границы спектрального диапазона; .f,f — граничные значения частот . управляющего сигнала
10 2. Фильтр по п. 1, о т л и ч а ю" шийся темг что Входнои поляриза тор установлен по оптической оси, вдоль которой анализируемое излучение направлено одновременно на две входные грани фильтра в плоскости
1 110 |под углом et к плоскости пьеэопреобразователя и одна из входных граней совмещена с плоскостью пьезопреобраэователя, а вторая расположена под углом р к ней параллельно кристаллографической оси (1103, причем углы а и р связаны с углами у, 8, и
6< формулами
25 d =90 -arcsin (n(9 ) cos (6 - y)), о
=ЯО + О,— у -arctg
sinQo(- 6,+ У
81) cos (of 61+7) У
