Узкополосный интерференционный фильтр

Союз Советских

Социалистимеских

Республик

О П И С А Н И Е (1685996

ИЗОбРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЮТВЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 06.05.78 (21) 2613261/18-!0 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М.кл .

G 02 В 5/28

Гасударственный намнтет

СССР по делам нзооретеннй н открмтнй (53) УДК 535.345..67 (088.8) Опубликовано 15.09.79. Бюллетень № 34

Дата опубликования описания 25.09.?9

Г. И. Голубева, В. П. Рожнов, A. В. Степуро и Г. С. Черемухин мд

1 -. 1 г

l (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УЗКОПОЛОСНЫЛ ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫЙ ФИЛЪТР

Изобретение относится к технике спектроскопии и может быть использовано в астрономических измерениях, фотоэлектрических приборах различных промышленного и научного назначений.

Известны узкополосные интерференционные фильтры повышенного порядка интерференции, напыленные на прозрачную подложку, состоящие из зеркал, между которыми заключен разделительный слой из материала вешества одного из четвертьволновых слоев зеркала (1).

Фильтры с напыленным разделительным слоем технологически выполнимым только для порядков интерференции К (10, поскольку при больших порядках интерференции, когда толщина разделительного слоя возрастает, фильтры разрушаются из-за напряжений в пленках. Кроме того, толстому напыленному разделительному слою присуще увеличенное рассеяние света, что ухудшает характеристики фильтра.

Известны слюдяные узкополосные интерференционные фильтры высокого порядка интерференции, в которых разделительным слоем служит прозрачная и механически прочная пластина слюды, на которую с обеих сторон напылены зеркала (2).

Г1ластины слюды получают отщипыванием от больших кусков минерала, и минимальные по толгцине с пластины. пригодные для использования, полн чаются с толшинои

1, 20 мкм.

Наиболее существенным недостатком слюдяных фильтров является их слишком высокий порядок интерференции. имеющий в видимой области значение К .120. Вслед О ствие этого в видимой области спектральный интервал между соседними полосами пропускания фильтра на пластине слюды толщиной, например, 4 = 20 мкм, составляет

-40 А, что затрудняет фильтрацию света.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является сверхузкополосный интерференционный фильтр (3) (эталон

Фабри-Перо), содержащий две подложки в виде пластин, поверхности которых обращены друг к другу, строго параллельно со20 единены на оптическом контакте тремя тонкими, отполированными стеклянными пластинами, расположенными под углом 120 по окружности и покрыты однородными, равнотолшинными отражающими слоями.

685996

Такое исполнение фильтра имеет несколько существенных недостатков. Во-первых, толщина трех разделительных пластин практически не может быть выполнена одинаковой и без клиновидности. Во-вторых, разделчтельные пластины из стекла или кварца технологически с большим трудом отполировываются до толщины 100 мкм. Спектраль- ный интервал между полосами пропускания получается весьма малым, то есть порядок интерференции — очень большим. В-третьих, усложняется эксплуатация фильтра: появляется необходимость в контроле за клиновидностью расстояния между подложками с зеркалами с помощью сложной оптикоэлектронной схемы.

Целью изобретения является получение интерференции порядка 1 — 120 в видимой области спектра.

Это достигается тем, что в предлагаемом фильтре на поверхностях подложек выполнены углубления, а отражающие слои нанесены на плоские основания этих углублений, эo параллельные исходным поверхностям подложек.

На чертеже показан описываемый фильтр, содержащий (прозрачные) подложки 1, 2 с углублениями 3, 4, на основаниях которых напылены зеркала 5, 6. Поверхности подложек отполированы с высокой точностью и соединены на оптическом контакте по кольцевой зоне 7. Основания углублений 3, 4 плоскопараллельны исходным поверхностям 7. Зеркала 5, 6 могу быть диэлектри- эо ческими многослойными, полупрозрачными металлическими или просто в виде границы между материалом подложки и средой (в частности воздухом) внутри объема 8 углублений.

Э5

Интерференционные явления в фильтре имеют место вследствие плоскопараллельности оснований углублений 3, 4 в прозрачных подложках 1, 2. Плоскопараллельность обеспечивается, во-первых, механической полировкой поверхности 7 подложек 1, 2; во вторых, получением углублений в подложках ионной полировкой; в третьих, соединением подложек на оптическом контакте.

Диаметр углублений, получаемых ионной полировкои составляет <150 мм, а их глу45 бина — от произвольно минимальной до

> 20 мкм.

Порядок интерференции фильтра высокого порядка интерференции определяется из основной формулы эталона Фабри-Перо: у(- Kt n (1)

il гдел — показатель преломления вещества разделительного слоя фильтра; — длина волны — геометрическая толщина разделительного слоя.

При вычислении по формуле (1) в данном случае необходимо учитывать, что толщина 1 разделительного слоя меньше расстояния между основанием углублений 3, 4 на толщину зеркал, Изготовление фильтра с полосой пропускания на заданную длину волны обеспечивается как контролем в процессе ионного полирования углублений, так и (в случае необходимости) подпыления на основания углублений вещества с показателем преломления, совпадаюшим с материалом подложки.

Межпорядковое расстояние ЬЛ в фильтре высокого порядка интерференции равно, как известно:

ЬЛ =

2,tn (2)

<формула изобретения

Узкополосный интерференционный фильтр, содержащий две подложки в виде плоских пластин, поверхности которых с нанесенными однородными, равнотолшинными, отражающими слоями обращены друг к другу и параллельно соединены на оптическом контакте, отличающийся тем, что, с целью получения интерференции порядка 1 —:120 в видимой области спектра, на внутренних поверхностях подложек выполнены углубления, а отражающие слои нанесены на плоские основания этих углублений, параллельные исходным поверхностям подложек.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Крылова Т. Н. Интерференционные покрытия. Л., «Машиностроение», 1973, с. 158 — 160.

2. «Оптико-механическая промышленность», № 5, 1976, с. 50.

3. Journal Sciay Instruments, 43, № 7, 1966, р. 476 (п рот от и и) .

685996

Составитель В. Ванторин

Редактор С. Хейфиц Техред О. Луговая Корректор Н. Стец

Заказ 5455/46 Тираж 588 Подписное

ЦНИИ ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4