DE1572609C

DE1572609C - Optical filter system with selective cut-off wavelength

Info

Publication number: DE1572609C
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Crosswhite jun., Henry M., Towson, Md. (V.St.A.)

Description

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Die Erfindung betrifft ein optisches Filtersystem In den Fig. 1 und 2 ist ein optisches Filtersystem mit selektiver Grenzwellenlänge, bestehend im " IO gezeigt,¹das im wesentlichen aus einem Gehäuse wesentlichen aus einem Gehäuse mit zwei Fenstern mit einer Grundplatte 12 besteht, auf der Fensterin den Seitenplatten zum Durchlaß von Strahlungs- platten 14 und Seitenplatten 16 befestigt sind. Die energie und zwei in V-Stellung angeordneten rhom- 5 Fenster 28 in den Fensterplatten 14 dienen zum boidförmigen Prismen, die hintereinander in den Durchlaß von Strahlungsenergie. In dem Gehäuse Strahlengang geschaltet sind. . sind zwei in V-Stellung angeordnete, rhomboid-The invention relates to an optical filter system. FIGS. 1 and 2 show an optical filter system with a selective cut-off wavelength, consisting in "IO, ^1" which essentially consists of a housing essentially of a housing with two windows with a base plate 12 on the window The side plates are attached to the passage of radiation plates 14 and side plates 16. The energy and two rhombic 5 windows 28 arranged in a V-position in the window plates 14 serve to form boid-shaped prisms, which one behind the other into the passage of radiation energy are switched.. are two arranged in V-position, rhomboid-

In der Photometric werden derartige optische . förmige Prismen 30 hintereinander in den Strahlen-Filtersysteme für die Aufteilung bzw. Trennung von gang geschaltet. '
Spektren benutzt. Dabei ist es zweckmäßig, die io . Zwei parallele, drehbare Wellen 22 sind mit ihrem Grenzwellenlänge eines derartigen Systems entweder einen Ende in der Grundplatte bzw. dem Boden 12 kontinuierlich verstellen oder auf eine bestimmte und mit ihrem anderen Ende in einer Deckplatte Wellenlänge einstellen zu können. Dies ist bisher bzw. dem Deckel 18 gelagert. Auf jeder Welle 22 ist noch nicht mit der erwünschten Genauigkeit ge- in der Nähe des Bodens 12 ein Zahnrad 20 yorlungen, obgleich bereits ein Filtersystem bekannt- 15 gesehen, das zweckmäßigerweise als Zahnsektor bzw. geworden ist, bei welchem einander gegenüber- -segment ausgebildet ist. Beide Zahnsegmente 20 sind liegende Reflexionsplatten vorgesehen sind, die mit- miteinander im Eingriff, so daß sie, wie aus F i g. 4 tels Parallelogrammführungen gegeneinander ver- ersichtlich ist, in entgegengesetzter Richtung drehbar schiebbar sind. Diese Parallelogrammführungen sind sind. Parallel zu den Wellen 22 ist eine durch den nicht exakt genug, um eine absolute Parallelität der 20 Deckel 18 des Gehäuses nach außen ragende Steuer-Reflexionsplatten zueinander zu gewährleisten. welle 24 vorgesehen. Mit dieser Steuerwelle 24 arbei-In the photometric such optical. shaped prisms 30 connected one behind the other in the beam filter systems for the division or separation of aisle. '
Spectra used. It is advisable to use the io. Two parallel, rotatable shafts 22 are with their cut-off wavelength of such a system either continuously adjust one end in the base plate or the bottom 12 or can be set to a certain wavelength and with their other end in a cover plate. This is previously stored or the cover 18. On each shaft 22 a gear wheel 20 has not yet been wound with the desired accuracy in the vicinity of the base 12, although a filter system has already been seen which is expediently a toothed sector in which an opposing segment is formed is. Both toothed segments 20 are horizontal reflection plates which are in engagement with one another, so that, as shown in FIG. 4 by means of parallelogram guides can be seen against each other, can be rotated in the opposite direction. These parallelogram guides are are. Parallel to the shafts 22, one of the control reflection plates projecting outwardly to one another is not exactly enough to ensure absolute parallelism of the 20 covers 18 of the housing. shaft 24 provided. With this control shaft 24 work

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe tet eine exzentrische Nockeneinrichtung 32,34 zubesteht darin, ein optisches Filtersystem der eingangs sammen, wobei der Nocken 34 auf der Steuerwelle erwähnten Bauart zu schaffen, das bei großer Be- 24 und ein Nockenarm 32 auf einer der Wellen 22 triebssicherheit einfach und mit großer Genauigkeit 25 angeordnet ist. Eine Feder 36 verbindet ein Zahneinstellbar ist und absolute Parallelität der Re- segment 20 mit dem anderen und spannt die beiden flexionsflachen gewährleistet. parallelen Wellen 22 derart vor, daß sie sich gegen-The object on which the invention is based is to have an eccentric cam device 32, 34 therein, an optical filter system of the introduction, the cam 34 on the control shaft to create the construction mentioned above, which with a large loading 24 and a cam arm 32 on one of the shafts 22 Operational safety is arranged simply and with great accuracy 25. A spring 36 connects a tooth adjustable is and absolute parallelism of the segment 20 with the other and tensions the two flexion surfaces guaranteed. parallel shafts 22 in such a way that they face each other

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einander zu drehen versuchen; sie hält dabei denAccording to the invention, this object is achieved by trying to rotate one another; she holds the

zwei parallele, drehbare, zwischen dem Deckel und Nockenarm 32 in Anlage an dem Nocken 34.
dem Boden des Gehäuses gelagerte Wellen, auf jeder 30 Die in dem Deckel 18 des Gehäuses gelagertetwo parallel, rotatable, between the cover and the cam arm 32 in contact with the cam 34.
shafts mounted on the bottom of the housing, on each 30 die mounted in the cover 18 of the housing

Welle befestigte, miteinander im Eingriff befindliche Steuerwelle 24 trägt einen Knopf 38 mit einer Scheibe,Shaft attached, interengaging control shaft 24 carries a button 38 with a washer,

und entgegengesetzt zueinander mit ihren Wellen wie F i g. 1 zeigt. Dieser Knopf bildet zusammen mitand opposite to each other with their waves like F i g. 1 shows. This button forms together with

rotierende Zahnräder, eine parallel zu den Wellen der Steuerwelle eine vorteilhafte Einrichtung zumrotating gears, a parallel to the shafts of the control shaft an advantageous device for

vorgesehene und durch den Deckel des Gehäuses wahl weisen Einstellen des Winkels zwischen denprovided and through the cover of the housing option have adjusting the angle between the

nach außen ragende Steuerwelle, eine exzentrische 35 Prismen des optischen Filtersystems.
Nockeneinrichtung, die mit der Steuerwelle zusam- Auf jedem Zahnsegment 20 ist eine Halteplatte 26outwardly protruding control shaft, an eccentric prism of the optical filter system.
Cam device, which together with the control shaft, has a retaining plate 26 on each toothed segment 20

menarbeitet und einen auf einer der parallelen Wellen mit .einer Lasche 25 zur Befestigung der jeweiligenand one on one of the parallel shafts with .einer tab 25 for fastening the respective

angeordneten Nockenfolgearm aufweist, eine Feder, rhomboidförmigen Prismen 30 mittels Schrauben 27arranged cam follower arm, a spring, rhomboid-shaped prisms 30 by means of screws 27

die die Zahnräder auf den beiden parallelen Wellen vorgesehen. Diese rhomboidförmigen Prismen 30 sindwhich provided the gears on the two parallel shafts. These rhomboid-shaped prisms 30 are

im Drehsinn vorspannt, den Nockenfolgearm gegen 40 vorteilhaft aus einem Material, das für die strahlendebiased in the direction of rotation, the cam follower arm against 40 advantageously made of a material that is suitable for the radiant

den Nocken drückt und in Anlage an diesem hält, Energie durchlässig und. von hoher Dispersion für diepushes the cam and keeps it in contact with it, energy permeable and. of high dispersion for the

und ferner dadurch, daß jedes der rhomboidförmigen interessierenden Wellenlängen ist, wie Glas, Quarz,and further in that each of the rhomboid-shaped wavelengths of interest, such as glass, quartz,

Prismen auf jeweils einem der Zahnräder befestigt Lithium, Fluorid usw. Die Prismen 30 sind an denPrisms attached to each of the gears are lithium, fluoride, etc. The prisms 30 are attached to the

ist, wobei jeweils eine lichtdurchlässige Stirnseite Stirnseiten geschliffen und poliert, wobei sie die inis, in each case a translucent end face ground and polished end faces, with the in

jedes Prismas annähernd parallel zu der entsprechen- 45 F i g. 3 gezeigte, V-förmige Lage zueinander ein-each prism approximately parallel to the corresponding one. 3 shown, V-shaped position to each other

den Stirnseite des benachbarten Prismas angeord- nehmen. Das einfallende Lichtstrahlenbündel (rechtertake the face of the adjacent prism. The incident light beam (right

net ist. Pfeil in Fig. 3) tritt in das eine rhomboidfönrigenet is. Arrow in Fig. 3) enters the rhomboid shape

Die Lage der reflektierenden, zueinander absolut Prisma 30 nahezu senkrecht ein. Die längs der geparallelen Flächen eines Prismas ist unveränderlich. . strichelten Linie verlaufende Strahlung trifft bei jeder Durch einfaches Drehen an der Steuerwelle läßt sich 50 Reflexion die Grenzfläche zu Luft auf einer beiden bei dem erfindungsgemäßen optischen Filtersystem parallelen Seiten mit dem kritischen Winkel, wie er \ auf einfache Weise die gewünschte Grenzwellenlänge sich aus dem Fresnelschen Reflexionsgesetz ergibt. i sehr; genau einstellen, wobei gleichzeitig durch die Somit kann der langwellige Teil der Strahlung aus \ weiteren Merkmale ein Höchstmaß an Betriebssicher- einer parallelen Seitenfläche, des rechten rhomboid- j heit erreicht wird. "/''"■'"' ^! 55 förmigen Prismas 30 austreten, während der Rest, IThe position of the reflective, mutually absolute prism 30 is almost perpendicular. The length along the parallel faces of a prism is invariable. . dashed line extending radiation hits at every By simply turning on the control shaft 50 reflection can be the air interface on a two in the inventive optical filter system parallel sides with the critical angle as \ in a simple manner, the desired cut-off wavelength from the Fresnel reflection laws results. i very; exactly set at the same time can be achieved by Thus, the long-wave part of the radiation from \ further features a highest degree of operating a parallel side surface, the right rhomboidal j integral is achieved. "/ ''" ■ '"' ^! 55 shaped prism 30 exit, while the rest, I.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand eines in bestehend aus kurzwelligerer Strahlung, weiteren jThe invention is described below on the basis of one consisting of shorter-wave radiation, further j

der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels Reflexionen der gleichen Art unterworfen ist, bis erThe embodiment shown in the drawing is subjected to reflections of the same type until it

näher erläutert. Es zeigt schließlich das erste Prisma 30 auf der anderen Stirn-explained in more detail. It finally shows the first prism 30 on the other end face

Fig. 1 eine schaubildliche Ansicht des optischen seite nahezu senkrecht verläßt. Das zweite, in Fig. 3Fig. 1 leaves a diagrammatic view of the optical side almost vertically. The second, in Fig. 3

Filtersystems, " 60 links angeordnete rhomboidförmige Prisma 30 emp- ,Filter system, "60 rhomboid-shaped prism 30 arranged on the left,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1, fängt diese Strahlung nahezu senkrecht an seiner jFig. 2 shows a section along the line 2-2 in Fig. 1, this radiation begins almost perpendicularly at its j

Fig. 3 ein Schema, das den Strahlengang durch Stirnfläche; anschließend erfolgen in gleicher Weise ■ ■■■!3 is a diagram showing the beam path through the end face; then follow in the same way ■ ■■■!

das Filtersystem veranschaulicht, Reflexionen unter dem kritischen Winkel. Dabei er- ,jthe filter system illustrates reflections at the critical angle. He, j

F i g. 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 in F i g. 2, gibt sich bei einer Gesamtzahl von acht Reflexionen |F i g. 4 shows a section along the line 4-4 in FIG. 2, results from a total of eight reflections |

F i g. 5 einen Schnitt längs der Linie 5-5 in F i g. 2, 65 eine sehr scharfe Sperrwirkung. Es können jedoch jF i g. 5 shows a section along the line 5-5 in FIG. 2, 65 have a very sharp barrier effect. However, j

Fig. 6 eine schaubildliche Detailansicht einer mehr oder weniger Reflexionen der Strahlung vor-6 shows a diagrammatic detailed view of more or less reflections of the radiation.

Lichtleitfläche, . gesehen werden, indem man die rhomboidförmigenLight guide surface,. can be seen by looking at the rhomboid-shaped

F i g. 7 einen Schnitt längs der Linie 7-7 in F i g. 5. Prismen 30 verlängert oder verkürzt.F i g. 7 shows a section along line 7-7 in FIG. 5. Prisms 30 elongated or shortened.

^λ Das gefilterte Licht tritt aus dem zweiten, in Fig? 3 links angeordneten Prisma 30 nahezu senk- ' recht aus der Stirnfläche und ist zu der in das rechte Prisma einfallenden Strahlung koaxial. Dementspre- j- ■ chend sind in den Fensterplätten 14. des Gehäuses Fenster 28 vorgesehen, wie aus Fi g. 5 zu entnehmen ist. Eine Leitplatte 40 und Abschirmungen 42 sind zwischen den Prismen 30 und deren entsprechenden oberen Seitenflächen vorgesehen, um ein Austreten > von gestreutem < und reflektiertem Licht zusammen ioi mit den gefilterten Strahlen zu verhindern. ^λ The filtered light emerges from the second, in Fig? 3 prism 30 arranged on the left almost perpendicular to the end face and is coaxial with the radiation incident into the right prism. Accordingly, windows 28 are provided in the window plates 14 of the housing, as shown in FIG. 5 can be found. A guide plate 40 and shields 42 are provided between the prisms 30 and their respective upper side surfaces to prevent "scattered" and reflected light from escaping along with the filtered rays.

Werden die Prismen 30 mittels des Knopfes 38 in eine andere Winkelstellung gedreht, so verändert sich der Einfallswinkel zwischen ihnen und die Sperrwirkung des Filters wird auf eine andere Wellenlänge verschoben. Ein typischer Einstellbereich ist beispielsweise eine Verschiebung der Wellenlänge von 2500 bis 2600 Angström. Dieser Bereich kann mittels geeigneter Eichmarkierungen 44 auf der Scheibe 38 markiert werden. aoIf the prisms 30 are rotated into a different angular position by means of the button 38, this changes the angle of incidence between them and the blocking effect of the filter is on a different wavelength postponed. A typical setting range is, for example, a shift in the wavelength of 2500 to 2600 angstroms. This area can by means of suitable calibration markings 44 on the disc 38 must be marked. ao

Claims

Patent claims:

1. Optical filter system with selective cut-off wavelength, consisting essentially of one Housing with two windows in the side panels for the passage of radiant energy and two in V-position arranged, rhomboid-shaped prisms, which are connected one behind the other in the beam path, identified by two parallel, rotatable, mounted between the cover (18) and the bottom (12) of the housing Shafts (22) mounted on each shaft, interengaging and opposed To each other with their shafts rotating gears (20), one provided parallel to the shafts and through the cover of the housing outwardly projecting control shaft (24), an eccentric cam device (32,34), which with the Control shaft cooperates and one on one of the parallel shafts arranged cam follower arm (32), a spring (36), the gears biased on the two parallel shafts in the direction of rotation, against the cam follower arm (32) pushes the cam (34) and holds it in abutment therewith, and further in that each of the rhomboid-shaped prisms (30) on each one of the Gears (20) is attached, each having a translucent face of each prism approximately is arranged parallel to the corresponding end face of the adjacent prism.

2. Optical filter system according to claim 1, characterized in that the control shaft (24) with a device (38,44) for the optional setting of the angle between the prisms (30) provided and on each gear (20) a retaining plate (26) with a bracket (25) for attachment the corresponding prism is provided.

3. Optical filter system according to claim 1, characterized in that instead of gears Tooth sectors (20) or segments are provided.

4. Optical filter system according to claim 1, characterized in that the rhomboid-shaped Prisms (30) consist of a material that is permeable to the radiant energy and is of high dispersion.

1 sheet of drawings

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