Многослойная интерференционная система для дальней инфракрасной области спектра

 

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано для фильтрации излучения в далекой инфракрасной области спектра. Изобретение позволяет уменьшить коротковолновое фоновое пропускание в многослойной интерференционной системе. Многослойная система содержит чередующиеся слои с высоким n_в(1) и низким n_н(2) показателями преломления. Слой с низким показателем преломления выполнен из полимерного материала. Один из слоев с высоким показателем преломления выполнен в виде системы слоев (3) с высоким n_в1 и низким n_н1 показателями преломления. Показатель преломления n_в1 в спектральной области >_o меньше, чем в областях >_o/3 . Оптическая толщина периодов 2 ил.

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано для фильтрации излучения в далекой инфракрасной области спектpа. Цель изобpетения - уменьшение пропускания в коротковолновой области спектpа. На фиг. 1 представлена интерференционная система, общий вид; на фиг. 2 - спектральная зависимость Т = f() для интерференционной системы, выполненной по данному способу. Интерференционная система состоит из чередующихся интерференционных слоев с высоким (В) 1 и низким (Н) 2 показателями преломления, причем по крайней мере один слой с высоким показателем преломления (В^*) 3 выполнен не сплошным, а дискретным, состоящим из элементарных слоев с высоким (В^{`</sup> ) 4 и низким (Н<sup>`} ) 5 показателями преломления образующими многослойную интерференционную систему для коротковолновой области спектра. Работает интерференционная система следующим образом. Излучение с длиной волны > _о взаимодействует с совокупностью слоев В Н. . . Вкак с одним квазиоднородным слоем 3 с высоким показателем преломления, поэтому для излучения > _о система представляет собой совокупность чередующихся слоев с высоким (В) и низким (Н) 2 показателями преломления. Излучение с длиной волны 3 взаимодействует с каждым элементарным слоем ВН системы ВН. . . В, в результате производится дополнительное ослабление коротковолнового фонового излучения за счет многократного отражения на границах слое в В, Н. Выполнение элементарного слоя с высоким показателем преломления (В) из германия, а элементарного слоя с низким показателем преломления (Н) из фторида лития позволяет получить для далекой ИК-области спектра > 50 мкм отношение показателей преломления слоев В/Н 4: 3, а для коротковолновой области спектра < <15 мкм отношение показателей преломления В/Н 4: 1,35; Такое изменение отношения показателей преломления слоев В/Ндля пары материалов германий - фторид лития связано с тем, что показатель преломления германия в широком спектральном диапазоне - 2-200 мкм имеет высокое значение n 4, а показатель преломления фтоpида лития меняется от низкого значения n 1,35 для диапазона 2-15 мкм до высокого значения n 3 (по оценкам из спектров отражения) для спектральной области > 50 мкм. Увеличение показателя преломления у фторида лития в далекой ИК-области спектра > 50 мкм обусловлено наличием у этого матеpиала сильной полосы поглощения в диапазоне 15-35 мкм (полосы остаточных лучей). Тонкие слои фторида лития достаточно прозрачны для спектрального диапазона > 50 мкм, что обеспечивает возможность их использования в качестве компонент многослойной интерференционной системы. Рассмотрим практический пример изготовления многослойной интерференционной системы. Пусть необходимо получить структуру с низким пропусканием в области _o 64 мкм и с высоким пропусканием в области > 2 _о. С этой целью изготовим полимер - кристаллическую интерференционную чертвертьволновую систему с₁ 64 мкм. Брали пленку фторопласта оптической толщины 16 мкм. На одну сторону наносили термическим испарением в вакууме слой германия оптической толщины 16 мкм, а на вторую сторону - 9-слойную систему ВНВНВН ВНВ, элементарные интерференционные слои которой В и Н выполнены соответственно из германия и фторида лития и имеют оптическую толщину 1,15 мкм каждый для области спектра = 4,6 мкм. Геометрическая толщина элементарного слоя Ндля = 4,6 мкм равна 1,15/1,35 мкм. Для области спектра 64 мкм показатель преломления фторида лития n_Lif - 3. Следовательно, оптическая толщина элементарного слоя Вдля 64 мкм составит 3,45/1,35 -2,56 мкм. Поскольку показатель преломления германия в широком спектральном диапазоне = 2-200 мкм имеет одинаковое высокое значение n4, то оптическая толщина элементарного слоя Вдля 64 мкм составит 1,15 мкм. Для оценки общей оптической толщины слоя ВНВН ВНВНВвоспользуемся методом аддитивного сложения оптических толщин слоев В и Н. Это дает суммарную оптическую толщину 16 мкм, т. е. 9-слойную четвертьволновую для = 4,6 мкм систему ВНВНВНВН НCre - Lif можно считать с достаточным приближением четвертьволновым слоем с высоким показателем преломления для 64 мкм. (56) Авторское свидетельство СССР N 461398, кл. G 02 B 5/20, 1975. Авторское свидетельство СССР N 1275346, кл. F 02 B 5/28, 1986.

Формула изобретения

1. МНОГОСЛОЙНАЯ ИНТЕРФЕРЕНЦИОННАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ДАЛЬНЕЙ ИНФРАКРАСНОЙ ОБЛАСТИ СПЕКТРА, состоящая из чередующихся слоев с высоким n_в и низким n_н показателями преломления, причем слои с низким показателем преломления выполнены из полимерного материала, а оптическая толщина периода _o/2, где _o соответствует центру спектральной области высокого отражения, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения пропускания в коротковолновой области спектра, по крайней мере один слой с высоким показателем преломления выполнен в виде системы слоев с высоким n_в1 и низким n_н1 показателями преломления с оптической толщиной периода _o/2, где 3 < _o, при этом выполняется условие < , где n_в1 и n_н1 - показатели преломления дискретных слоев в спектральной области > _o ; n_в1 и n_н1 - показатели преломления дискретных слоев в спектральной области < _o / 3 2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что слой с показателем преломления n_в1 выполнен из германия, а слой с показателем преломления n_н1 - из фторида лития.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2