Преобразователь гауссовых пучков

 

Изобретение относится к устройству для преобрзования гауссовых пучков и может быть использовано для решения широкого круга прикладных задач в области технической физики, требующих получения негауссовых пучков в широкой области спектра. Целью изобретения является расширение рабочего спектрального диапазона и повышение технологичности изготовления устройства. Преобразователь со. держит подложку из неселективно пропускающего излучение материала и расположенный на нем преобразующий элемент в виде шарового сегмента, изготовленного из пространственно-неоднородного слоя металла, выбраного из условий минимального поглощения в тонком слое и равенства fl /36 onst, где - длина волны излучения; % - коэффициент экстинкции, 1 ил (3 Ј (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕа1УВ ЛИК

А1

0Ql О1) (51)5 С 02 У 1/01

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ CCCP (21) 4667173/25 (22) 30.12.88 (46) 23.01.9 1. Бюл. II 3 (72) А.С. Сакян (53) 535.8(088.8) (56) Girardean. I.P. et al. Opt.Lett., 1986, v. 57, р. 161.

Матизен Ю.Э.,Троицкий Ю, В..Получение негауссовых световых пучков с помощью пространственно-неоднофазного амплитудного фильтра. — Квантовая электроника, 1987, т. 14, Р 7, с. 1398-1600. (54) ПРГОБРАЗОВАТЕЛЬ ГАУССОВ Х ПУЧКОВ (57) Изобретение относится к устройству для преобрзования гауссовых нучков и может быть использовано для

Изобретение относится к области техническо1 ; физики, а точнее к оптике, и может быть использовано при решении широкого круга прикладных задач, требущих получения негауссовых пучков в широкой спектральной об= ласти.

Цепью изобретения является расширение рабочего спектрального диапазона и говышение технологичности изготовления.

На чертеже показана схема устройства пространственно-неоднородного с. етоделителя для преобразования гауссовл х пучков в широкой спектральной области решения широкого круга прикладных задач в области технической физики, требующих получения негауссовых пучков в широкой области спектра. Целью изобретения является расширение рабочего спектрального диапазона и повышение технологичности изготовления устройства. Преобразователь со-, держит подложку из неселективно пропускающего излучение материала и расположенный на нем преобразующий элемент в виде шарового сегмента, лзготовленного из пространственнс-неоднородного слоя металла, выбраного из условий минимального поглощения в тонком слое и равенства л /у =,onst где А — длина волны излучения; Мкоэффициент экстинкции, 1 ил.

На схеме изображены: подложка I неселективно пропускающая излучение в рабочем спектральном диапазоне, преобразующий элемент 2 в виде пространственно-неоднородного полупрозрачного металлического слоя, диафрагма 3.

Преобразователь, а точнее преобразующий элемент, выполнен из металла в виде шарового сегмента, устанавливаемого соосно с преобразуемым пучком.

Преобразующий элемент, выполненный в форме шарового сегмента, прн выполнении условия

1622875 ф

g =const в заданном спектральном диапазоне, где 1 — длина волны излучения

Ъ 5

9 — коэффициент э кс ти нкции, обладает свойством неселективного пропускания электромагнитного излучения в широком спектральном диапазоне, при этом зависимость кпэффициента пропускания 10 пространственно-неоднородного светоделителя близка к антигауссовой. Благодаря использованию этих свойств можно создать преобразователь гауссовых пучков, неселективно пропус- 15 кающий электромагнитное излучение в широкой спектральной област«, Устройство работает следующим образом.

Преобразуемое излучение мощностью

Ро « интенсивностью в центре пучка

Х„ падает »а преобразователь 1.

Центр пучка совмещен с центром пространственно-неоднородного слоя. 3а 25 счет бблее интенсивного отражен«я центральной части преобразуемого пучка при выполне««и услов«я (3 =1, где г — радиус пространстве«но-нсодпород«огс слоя; M — рад«ус «veo6- 30 разуемого гауссового пучка, за преобразователем формируется пучок с плоской вершиной. Профили откос«тельного распределения преобразуемого, отраженного и прошедшего пучков изоб35 ражены на чертеже. Согласно закону сохранения энергии.можно составить уравнение

Рс Рпр+Ратр +Pooka гд Ро P„ Ротр Ргоги соответствен-. но мощности преобразуемогn, прошедшего, отраженного . и поглощенной энергии пучков. При необходимости выделения пучка с П-образины распределением устанавливается диафрагма

2. Эффективность преобразователя определяется от«ошен«ем Р/Г„ .

Для экспериментального исследования преобразования гауссова пучка с помощью пространственно-неоц:.ородного светодалнтеля был изготовлен ряд образцов свстодел«телей. В качестве подложки использовались плоскопараллельные пластины из BaF xopo.2 шо пропускающие излучение от 0,4 до 10 6 мкм. Металлами, наиболее полно удовлетворяющими требованиям (1), являются титан и никель. Титан при коэффициенте пропускания на уровне

0,3-0,4 практически не поглощает и .не рассеивает энергию излучения (преобладает эффект отражения), никель при таком же пропускании поглощает 0,1 энергии, но является менее тугоплавким и более технологичным материалом.

Пространственно-неоднородные светоделители изготавливались путем напыления никеля в вакууме и,путем полутеневого напыления, при этом формировался слой металла по форме, близкой к форме шарового сегмента.

При изготовлении фильтров варьировались такие параметры, как толщина слоя металла по центру и характерный радиус пространственно-неоднородного слоя. Профиль пропускания отобранных светоделителей при толщио не слоя металла по центру 90 А и

zapata терном радиусе 3,50 мм отличал:=я от антигауссовой кривой не более

+3K. 1"оэффициент пропускания подложки (без полупрозрачного слоя металла) имел величину 0,93.

Формула изобретения

Преобразователь гауссовых пучков, ..l-l!,1чающий подложку из материала, неелективно пропускающего излучение в спектральном диапазоне преобразуемых гауссовых пучков, и расположенный на ней тонкопленочный отражающий полупрозрачный преобразующий элемент в в«пе сегмента тела вращения, о т— ли ч аю щи и ся тем, что, сцелью расширения рабочего спектральногo диапазона и повышения технологичности изготовления, преобразующий элемент выполнен в виде шарового сегмента «з металла, выбранного иэ условий минимального поглощения в тонком слое и равенства 9 Ж=сопвС, где Я дл«на волпы, — коэффициент экстинкU,HH

Составитель А. Парфенов

Редактор Л. Гратилло Техред Л,Олийнык Корректор С. Черни

Заказ ill Тирах Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рауюская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ухгород, ул. Гагарина, 101