DE2207785C3 - Optischer Interferenzfilter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen optischen Interferenzfilter mit zwei parallelen übertragungs- und Reflexionsflächen, die einen Abstand voneinander aufweisen, der ein Vielfaches der halben übertragenen WeI-lenlänge beträgt.

Es ist bekannt, einen optischen Interferenzfilter dadurch herzustellen, daß zwei halbtransparentc Spiegel parallel zueinander und in einem bestimmten Abstand voneinander angeordnet werden. Das Au.'-treffen des Lichts auf die Außenfläche eines dieser Spiegel bewirkt, daß sich zwischen den Spiegeln stehende Wellen, d. h. Intcferenzwellen bilden, vorausgesetzt, daß der Abstand zwischen den Spiegeln ein Vielfaches der halben Wellenlänge des Lichts beträgt, wobei dieses Licht sodann durch beide Spiegel hindurch übertragen wird. Diese Anordnung bildet daher einen Resonanzfilter mit einer Anzahl von Übertragungsspitzen für Lichtwellen, die diese Eigenschaften aufweisen. Üblicherweise ist man jedoch daran interessiert, eine oder mehrere dieser Spitzen zu erhalten, d. h.. die verbleibe·,den Spitzen müssen unterdrückt werden, was üblicherweise mittels eines zweiten Filters durchgeführt wird. Dieser besteht beispielsweise aus einer gefärbten Glasplaüe, die hinter dem Interferenzfilter im übertragungsweg des Lichts angeordnet ist. Falls lediglich Wellen innerhalb des sichtbaren Wellenläng-iiberciches durchgelassen werden sollen, läßt sich die Unterdrückung der unerwünschten Frequenzen gewöhnlich leicht durchführen. Falls jedoch der interessierte Wellenlängenbereich innerhalb des ultravioletten Frequenzbereiches liegt, ist es häufig äußerst schwierig, die unerwünschten Wellenlängen zu unterdrücken. F.in Verfahren zur Lösung dieses Problems besteht darin. eine Anzahl der oben beschriebenen Interferenzfilter hintereinander, d. h. in Reihe anzuordnen und zwischen den Spiegeln der einzelnen Filter unterschiedliche Abstände vorzusehen, um in Hen verschiedenen Hltern unterschiedliche Spitzen zu unterdrücken. Bei ^ßo einem solchen System paralleler Spiegel erhält man jedoch immer Übertragungsspitzen für Wellenlängen, die in wenigstens einem Filter in Resonanz stehen und durch die anderen Filter nicht vollständig unterdrückt werden, d.h. für solche Wellenlängen, bei de- ^fi5 nen der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Spiegeln ein gerades Vielfaches eines Viertels der Wellenlänge betrag . wogegen keiner dieser Abstände einem ungeraden Vielfachen eines Viertels der Wellenlänge entspricht.

Aus der deutschen Auslegeschrift 1 135 19Q ist ein Interferenzfilter bekannt, das aus mehreren Aufdampfschichten besteht, wobei sich niedrigbrechende und hochbrechende Schichten abwechseln. Es wird hierdurch ein reflektierendes System erzielt, mit dem eine Reflektion nur von erwünschten Frequenzen erzielt wird Dieses Filter kann man beispielsweise als Spiegel in einem Fabry-Perot-Filter verwenden. Des weiteren ist aus dieser Druckschrift bekannt, ein absorbierendes Material zu verwenden, auf dem die Mehrfachschichten zur Unterdrückung der unerwünschten Frequenzen aufgebracht sind. Der Nachteil der absorbierenden Schichten besteht darin, daß sie Streulicht erzeugen.

Aus der deutschen Patentschrift 716 153 ist ein Fabry-Perot-Filter bekannt, bei dem zwischen reflektierenden Flächen, welche durch ein Abstandhalten des Mediums voneinander getrennt sind, stehende Wellen sich ausbilden. Mit dem bekannten Filter ist es möglich, für eine oder mehrere Frequenzen Durchlässigkeiten zu erzielen. Außerdem ist vorgesehen, dem abstandhaltenden Medium, welches aus Kollodium bestehen kann, einen Farbstoff zur Absorbierung von Licht einer bestimmten Wellenlänge zuzufügen. Die unterdrückten Wellenlängen hängen bei dem bekannten Fabry-Perot-Filter von den Eigenschaften des absorbierenden Materials ab. Weiterhin ist es aus der deutschen Offenlegungsschrift 1 901 977 bekannt, auf ein Fabry-Perot-Filter eine Kollodiumschicht als absorbierende Schicht aufzubringen. Bei den bekannten Filtern ergibt sich der Nachteil, daß Streulicht entsteht.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen und einen optischen Interferenzfilier mit zwei parallelen Spiegeln zu schaffen, bei dem die unerwünschten Übertragungsspitzen unter Vermeidung von Streulicht unterdrückt werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem optischen Interferenzfilter der genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, daß wenigstens eine energieabsorbicrende Schicht zwischen den Reflexionvflächcn in einem Abstand von diesen angeordnet ist. der ein Vielfaches der halben übertragenen Wellenlänge beträgt.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß unter Vermeidung von Streulicht die Absorption der Energie der unterdrückten Wellenlängen in Wärme umgewandelt wird. Die absorbierende Schicht zwischen den reflektierenden Oberflächen wird so angeordnet, daß sie an den Knotenpunkten der hindurchgehenden Wellen liegt.

Weiten' Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform an Hand der Zeichnung. Diese zeigt schematisch einen Filter gemäß der Erfindung.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, sind zwei Spiegel 1 mit einer bestimmten Durchlässigkeit vorgesehen, die parallel zueinander und im Abstand <l voneinander angeordnet sind. Das auf einen der Spiegel 1, d.h. auf den oberen Spiegel gemäß der Zeichnung, auftreffende Licht bewirkt, daß sich zwischen den Spiegeln 1 stehende Wellen ausbilden, vorausgesetzt, daß der Abstand d ein gerades Vielfaches der halben Lichtwcllenlänge beträgt. Das Licht anderer

Wellenlängen wird unterdrückt und geht nicht durch die beiden Spiegel 1 hindurch. In der Zeichnung bezeichnen die Symbole ?._v ?.., und /.., Licht mit den Wellenlängen Id, d und 2/3 d. Die stehenden Wellen dieser Wellenlängen sind zwischen den Spiegeln 1 angezeigt. Aus der Zeichnung ist ersichtlich, daß alle Frequenzen, deren halbe Wellenlänge ein Vielfaches

ties Abstandesd beträet, durch den Filter hindurch unterdrücken, die sowui.. "".r^ ""als übertragen werden. Die bisher beschriebene Arord- zu übertragende ^Fr^^uen^- iiung ist an sich bekannt.

Erfindun-gemäß ist nun zwischen die Spiegel 1 übertragene Ι".«Ψ«·"=""£ _{rf/4 von einem} der eine lichtabsorbierende Schicht 2 eingesetzt. Diese Schicht 2 in einem Abstand α/+ , _r

Schicht 2 soll keinerlei Übertragungs- oder Reflexionseigenschafter aufweisen und kann beispielsweise aus Chrom bestehen. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Schicht 2 im Abstand dil von den Spiegeln 1 angeordnet. An dieser Stelle haben

die Wellen /, und /., einen Bauch und werden daher kung ^der.^Wellen1^'.'Vhi'cht'in 'diesem Fall «löscht, da die Schicht 2 absorbierend ist. Licht mit vollständig sein, ^dieselmu^ ^^ _anRe( tier Wellenlänge^ sowie Licht, bei dem der Abstand 20 an tl/1 ein Vielfaches der Wellenlänge beträgt, hat je- ist doch an der Stelle, an der sich die absorbierende

Schicht 2 befindet, einen Knoten, weswegen es den wie aus der ^^lcnnu"^B "!j""'t'"^ Darüber hinaus Filter durchläuft. Die durch diesen Filter unterdrück- von den Spiegeln \_:™f°J™H _Ar" ton Wellenlängen könnten statt dessen selbstver-

ständlich auch theoretisch dadurch unterdrückt wer- quenzen ™^lls7^lü'^b., X^_rbierender Schichten zwi-

den. daß die Spiegel im Abstand d'2 voneinander an- ausreichende .Anzahl absorm ^^ ^ ^

geordnet werden. Theoretische Berechnungen und sehen die Spiegel eingesetz ¹J¹ ^ Frequenz

praktische Versuche beweisen jedoch, daß die Band- beliebig enge Bandbreite der uDtrimg

l,r»:te der Übertragungsspitzen eines Interfercnzfil- 30 erzielen laßt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Optischer Interferenzfilter mit zwei parallelen Übertragungs- und Reflexionsflächen, die einen Abstand voneinander aufweisen, der ein Vielfaches der halben übertragenen Wellenlänge beträgt, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine energieabsorbierende Schicht (2) zwischen den Reflexionsflächen (1) in einem Ab- »o stand von diesen angeordnet ist, der ein Vielfaches der halben übertragenen Wellenlänge beträgt.

2. Interferenzfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die energieabsorbierende Schicht (2) aus Chrom besteht.