Способ изменения спектральных характеристик интерференционно-поляризационного фильтра

-"-Н И Е

322650

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 05.11.1970 (№ 1399405/26-25) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано ЗО.XI.1971. Бюллетень № 36

Дата опубликования описания 15.II.1972

М. Кл. G Olj 3/28

Комитет оо делам изобретений и открытий ори Совете 1т1ииистров

СССР

УДК 535.512(088.8) Автор изобретения

С. б. Иоффе

Заявитель

СПОСОБ ИЗМЕНЕН ИЯ С П ЕКТРАЛЬН ЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

ИНТЕРФЕРЕНЦИОНHO-ПОЛЯРИЗАЦИОННОГО ФИЛЬТРА

Изобретение относится к способам изменения спектральных характеристик пнтерференционно-поляризационного фильтра.

Интерференционно-поляризациопные фильтры (ИПФ), представляющие собою оптическую стопу из кристаллических двоякопреломляющнх пластинок и поляризаторов (поляроидов), получили важное применение благодаря тому, что они способны выделять очень узкие спектральные участки в заданных точ- 10 ках спектра.

Оптическая стопа ИПФ состоит из ступеней, в каждой из которых имеются условия, необходимые для получения интерференции 15 поляризованных лучей. Ступень имеет входной и выходной поляризаторы II, между которыми помещается кристаллическая пластина. Линейно поляризованный свет после входного поляризатора разлагается кристаллом 20 на две ортогональные линейно поляризованные составляющие, распространяющиеся в кристалле с различной скоростью и приобретающие в зависимости от толщины кристалла l и длины волны Х ту или иную волновую 25

y.l разность хода N =, где p, — показатель

/; двойного лучепреломления. В зависимости от дробной части е величины Л на выходной поляризатор ступени падает эллиптически по- 30 ляризованный свет, имеющий тот или иной эксцентриситет, но одинаковый азимут для всех длин волн.

Для сужения полосы пропускания ИПФ необходимо увеличивать волновую разность хода, т. е. толщину кристаллических пластин и число ступеней. Например, для сужения полосы пропускания в два раза некио в систему добавить еще одну ступень, содержащую кристалл в два раза голще, ч м в предыдущей ступени. Это увеличивает приблизительно в два раза общую толщину кристаллических пластин. При этом уменьшается угловое поле ИПФ в 1,4 раза. Для получеш1я очень узких полос пропускания утолщение кристаллов и добавление ступеней становится трудно преодолимым препятствием. Например, ИПФ, обладающие шириною полосы проЗ пускания 0,5А в области iã. б563А, содержат в последней ступени монокристалл псландског0 шпата высшей категории толщиною 20 ял1; для сужения полосы в два раза нужно добавить еще ступень, содержащу1о монокристалл толщиною 40 лтл.

Целью изобретения является сужение полосы пропускаш1я в два раза и уменьшение вредного фона, обусловленного вторичными максимумами в идеальных системах известных типов.

322650

Это достигается за счет вращения орто1ональных линейно поляризованных световых векторов на выходе кристалла относительно плоскости поляризации выходного поляризатора системы ИПФ и регистрации переменной составляющей интенсивности светового потока на выходе фильтра.

При помощи оптико-механического устройства или управляемого магнитооптического элемента Фарадея приводятся во вращение на выходе кристалла К„ортогональные векторы световых колебаний монохроматических компонент относительно плоскости поляризации выходного поляризатора. При этом на выходе ИПФ мопохроматические компоненты оказываются модулированными в различной степени.

На фиг. 1 показаны примеры осуществления способа вращения ортогопальных векторов световых колебаний па выходе кристалла относительно плОскОсти поляризации Вь!ходного поляризатора.

П р и м с р 1 (см. фиг. 1, а). Последний поляризатор П„+1 приводится во вращение со скоростью, определяемой по требуемой частоте модуляции. Прп этом частота модуляции получается вдвое. большей, чем частота оборотов. Этот способ прост, однако в некоторых случаях после ИПФ меняется направление поляризации.

Пример 2 (см. фиг. 1, б) . Вращается пластина в полволны, а выходной поляризатор. неподвижен. Прп этом частота модуляции получается в четыре раза болыпей, чем частота оборотов и направление поляризации после ИПФ нс меняется.

Пример 3 (см. фиг. 1, в). Применяют магнитооптический элемент Фарадея, поворачивающий ортогональные векторы на 90 с некоторой подходящей частотой (частотой мо дуляцни). Применение элемента Фарадея в инфракрасной области спектра для специальных применений ИПФ оказывается весьма выгодным. Здесь эффективно применение монокристалла иттрий феррит-граната, который обладает черезвычайно высокой постоянной

Верде.

Частота модулированных колебаний одинакова для всех компонент, однако амплитуда модуляций различна и зависит от длины волны монохроматических компонент.

Теперь нетрудно представить, что произойдет, если после ИПФ регистрировать -световой поток фотоэлектрически с применением известных средств радиоэлектроники. Регистрирующей части должен быть выделен мо10 дулированный сигнал (переменная составляющая), и в модулированном токе или напряжении (состоящем из двух гармоник одинаковой частоты, по отличающихся по фазе па 90 ) нужно выделить одну из гармоник.

l5 Первое требование удовлетворяется с помощью соответствующего электрического емкостного фильтра, а второе — с помощью синхронного детектора.

При указанном способе регистрации эф20 фективная спектральная кривая - пропусканпя

ИПФ с вращением поляризаций представляется кривой, обозначенной пунктиром на фиг. 2. Теперь ближайшие к Хо минимумы находятся в точках .ь Ь,, так как амплитуда

25 модулированных колебаний светового поток х в этих точках равна нулю. Таким образом, эффективная ширина полосы пропускани»

ИПФ суживается в два раза, Кроме того по. являются новые минимумы, как раз в точках

30 втори шых вредных максимумов Хз, лs, Хq, Х„ ..., т. е. сильно уменьшается вредный фон, присущий идеальным ИПФ известных типов.

Предмет изобретения

Способ изменения спектральных характеристик иитерфереиционно - поляризационного фильтра с помощью оптико-механических или электромагнитооптических устройств, отли40 чающийся тем, что, с целью сужения полосы пропускания и уменьшения вредного фона, производят вращение плоскостей поляризации света па выходе кристалла относительно плоскости поляризации выходного поляриза45 тора и выделяют переменную составляющую интенсивности светового потока на выходе фильтра.

322650

Apl Лу!

Редактор Ю. Полякова

Заказ 110/16 Изд. № 1763 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сагунова, 2

Составитель В. Зверев

Техред Л. Богданова

Корректоры: А. Николаева и E. Ласточкина