RU203242U1 - Composite interference filter - Google Patents

Composite interference filter Download PDF

Info

Publication number
RU203242U1
RU203242U1 RU2020139813U RU2020139813U RU203242U1 RU 203242 U1 RU203242 U1 RU 203242U1 RU 2020139813 U RU2020139813 U RU 2020139813U RU 2020139813 U RU2020139813 U RU 2020139813U RU 203242 U1 RU203242 U1 RU 203242U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
materials
layers
filter
phase
refractive index
Prior art date
Application number
RU2020139813U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Александрович Панков
Егор Михайлович Притоцкий
Алексей Владимирович Киселев
Андрей Анатольевич Лотин
Original Assignee
Федеральное государственное учреждение "Федеральный научно-исследовательский центр "Кристаллография и фотоника" Российской академии наук"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное учреждение "Федеральный научно-исследовательский центр "Кристаллография и фотоника" Российской академии наук" filed Critical Федеральное государственное учреждение "Федеральный научно-исследовательский центр "Кристаллография и фотоника" Российской академии наук"
Priority to RU2020139813U priority Critical patent/RU203242U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU203242U1 publication Critical patent/RU203242U1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/20Filters
    • G02B5/28Interference filters
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 

Abstract

Полезная модель относится к оптическому приборостроению, в частности к устройствам, позволяющим производить высокоскоростную перестраиваемую фильтрацию лазерного излучения среднего и дальнего инфракрасного диапазона длин волн, и может быть использована во всех областях промышленности, науки, техники, где применяются спектральные методы фильтрации. Техническим результатом предложенного решения является упрощение конструкции, поскольку фильтр в отличие от прототипа не меняет своего физического расположения относительно основного излучения, подвергающегося фильтрации. Составной интерференционный фильтр, имеющий несколько слоев, содержит чередующиеся основные слои, выполненные из фазоизменяемых материалов с высоким изменяемым показателем преломления в диапазоне от 2 до 6,5 и дополнительные слои, выполненные из материалов с низким постоянным показателем преломления в диапазоне от 1,3 до 2, при этом материалы слоев фильтра выбраны так, что изменение показателя преломления основных слоев под воздействием регулирующего лазерного излучения приводит к изменению интенсивности основного излучения, пропускаемого через фильтр. Основные слои выполнены из одного или нескольких фазоизменяемых материалов с изменяемыми показателями преломления, причем в качестве фазоизменяемого материала используют селениды, теллуриды, антимониды, а также оксиды и халькогениды переходных металлов. В качестве материалов дополнительных слоев используют оксиды кремния, алюминия, магния, гафния или фторид магния. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.The utility model relates to optical instrumentation, in particular to devices that allow high-speed tunable filtering of laser radiation in the middle and far infrared wavelength range, and can be used in all areas of industry, science, technology, where spectral filtering methods are used. The technical result of the proposed solution is to simplify the design, since the filter, unlike the prototype, does not change its physical location relative to the main radiation being filtered. A multi-layer composite interference filter contains alternating main layers made of phase-shifting materials with a high variable refractive index in the range from 2 to 6.5 and additional layers made of materials with a low constant refractive index in the range from 1.3 to 2 , wherein the materials of the filter layers are selected so that a change in the refractive index of the main layers under the influence of the regulating laser radiation leads to a change in the intensity of the main radiation transmitted through the filter. The main layers are made of one or more phase-changing materials with variable refractive indices, and selenides, tellurides, antimonides, as well as oxides and chalcogenides of transition metals are used as the phase-changing material. As materials for additional layers, oxides of silicon, aluminum, magnesium, hafnium, or magnesium fluoride are used. 3 C.p. f-ly, 6 dwg

Description

Полезная модель относится к оптическому приборостроению, в частности к устройствам, позволяющим производить высокоскоростную перестраиваемую фильтрацию лазерного излучения среднего и дальнего инфракрасного диапазона длин волн, и может быть использовано во всех областях промышленности, науки, техники, где используются спектральные методы фильтрации.The utility model relates to optical instrumentation, in particular to devices that allow high-speed tunable filtering of laser radiation in the middle and far infrared wavelength range, and can be used in all areas of industry, science, technology, where spectral filtering methods are used.

Широко известны способы спектральной фильтрации оптического излучения, основанные на явлении интерференции при взаимодействии светового потока и многослойных структур с периодически меняющимся значением коэффициента преломления от слоя к слою [1,2]. При этом показатели преломления слоев постоянные, поэтому оптическая характеристика покрытия, а именно зависимости энергетических коэффициентов пропускания и отражения от длины волны меняются только при изменении угла падения на такие фильтры путем смещения спектра, за счет чего и создается большинство устройств фильтрации, которые используют в своей конструкции различные электромеханические преобразователи.There are widely known methods of spectral filtering of optical radiation based on the phenomenon of interference in the interaction of a light flux and multilayer structures with a periodically changing value of the refractive index from layer to layer [1, 2]. At the same time, the refractive indices of the layers are constant, therefore, the optical characteristic of the coating, namely the dependence of the energy transmittance and reflection on the wavelength, change only when the angle of incidence on such filters changes by shifting the spectrum, due to which the majority of filtering devices are created, which are used in their design. various electromechanical converters.

Известны перестраиваемые по длинам волн устройства для фильтрации излучений, представляющие собой интерферометры Фабри-Перо с очень малым промежутком между зеркалами - порядка длины волны фильтруемого излучения [3]. По мере уменьшения промежутка между зеркалами увеличивается постоянная интерферометра. Полосы пропускания интерферометра раздвигаются по спектру и уширяются, при этом контраст, относительная ширина и пропускание в максимумах полос остаются неизменными, поскольку они зависят только от свойств зеркальных покрытий. Покрытия зеркал интерферометров должны иметь высокое отражение и небольшое заданное пропускание в рабочем интервале длин волн, при этом покрытия не должны поглощать падающее излучение. Покрытия могут быть как металлическими, так и многослойными диэлектрическими. Диэлектрические покрытия имеют максимальное отражение в сравнительно узком интервале длин волн и поэтому их нельзя использовать для построения интерферометров с широким по длинам волн диапазоном перестройки. Коэффициенты отражения зеркал с металлическими покрытиями слабо зависят от длины волны.Known wavelength-tunable devices for filtering radiation, which are Fabry-Perot interferometers with a very small gap between the mirrors - of the order of the wavelength of the filtered radiation [3]. As the gap between the mirrors decreases, the interferometer constant increases. The passbands of the interferometer move apart over the spectrum and broaden, while the contrast, relative width, and transmission at the band maxima remain unchanged, since they depend only on the properties of mirror coatings. The coatings of the interferometer mirrors must have a high reflection and a small specified transmission in the operating wavelength range, while the coatings must not absorb the incident radiation. The coatings can be either metallic or multilayer dielectric. Dielectric coatings have maximum reflection in a relatively narrow wavelength range and therefore cannot be used to build interferometers with a wide wavelength tuning range. The reflection coefficients of mirrors with metal coatings are weakly dependent on the wavelength.

Недостаток интерферометров с расстояниями между зеркалами порядка длины волны, имеющих зеркала с частично-прозрачными металлическими покрытиями, связан с тем, что эти зеркала имеют заметное поглощение, в результате чего резко уменьшается пропускание интерферометров в максимумах полос и увеличивается ширина полосы пропускания [4].The disadvantage of interferometers with a distance between mirrors of the order of the wavelength and having mirrors with partially transparent metal coatings is associated with the fact that these mirrors have noticeable absorption, as a result of which the transmission of interferometers at the band maxima sharply decreases and the bandwidth increases [4].

Еще одним существенным недостатком таких интерферометров является то, что они нуждаются в подавлении коротковолновой и длинноволновой полос. Которое обычно осуществляется специальными абсорбционными фильтрами или поглощением материала подложки. Этот недостаток становится особенно существенным при работе в средней инфракрасной области спектра от 8 до 12 мкм, поскольку в этом случае требуется глубокое охлаждение до 77 К абсорбционных фильтров.Another significant disadvantage of such interferometers is that they need to suppress short-wave and long-wave bands. Which is usually carried out by special absorption filters or by absorption of the substrate material. This disadvantage becomes especially significant when working in the mid-infrared region of the spectrum from 8 to 12 μm, since in this case deep cooling of up to 77 K absorption filters is required.

Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является изобретение [5]. Составной интерференционный фильтр, включающий: первый полосно-пропускающий интерференционный фильтр, содержащий первый диэлектрический слой, расположенный между двумя отражающими слоями, при этом указанный первый полосно-пропускающий интерференционный фильтр имеет полосу пропускания, центрированную на заданной длине волны и при заданном угле, и имеет первое смещение полосы пропускания; второй полосно-пропускающий интерференционный фильтр, содержащий второй диэлектрический слой, расположенный между двумя отражающими слоями, при этом второй полосно-пропускающий интерференционный фильтр имеет полосу пропускания, центрированную на заданной длине волны и при заданном угле, и имеет второе смещение полосы пропускания, отличное от первого смещения полосы пропускания; и разделительную прокладку, расположенную между указанными первым и вторым полосно-пропускающими интерференционными фильтрами, при этом отличие между первым смещением полосы пропускания и вторым смещением полосы пропускания приводит к уменьшению количества видимого света, пропускаемого через указанный составной интерференционный фильтр под углом 45° к указанному заданному углу, по отношению к количеству видимого света, пропускаемого под заданным углом через указанный составной интерференционный фильтр.The closest to the proposed utility model is the invention [5]. Composite interference filter, including: a first band-pass interference filter comprising a first dielectric layer located between two reflective layers, wherein said first band-pass interference filter has a passband centered at a given wavelength and at a given angle, and has a first bandwidth offset; a second band-pass interference filter comprising a second dielectric layer located between two reflective layers, wherein the second band-pass interference filter has a passband centered at a given wavelength and at a given angle, and has a second passband offset different from the first bandwidth offsets; and a spacer located between said first and second bandpass interference filters, wherein the difference between the first passband offset and the second passband offset reduces the amount of visible light transmitted through said composite interference filter at an angle of 45 ° to said predetermined angle , in relation to the amount of visible light transmitted at a given angle through the specified composite interference filter.

Общими признаками прототипа и полезной модели является использование в качестве фильтра комбинации интерференционных покрытий с чередующимися слоями диэлектрических материалов с постоянными показателями преломления. Отличительным признаком предлагаемой полезной модели является использование в фильтре слоев, состоящих из фазоизменяемых материалов с изменяемым показателем преломления за счет воздействия регулирующего лазерного излучения на эти слои, в результате чего производится управление величиной пропускания, в отличие от прототипа, где коэффициент пропускания меняется в зависимости от угла падения излучения на фильтр. Недостатком такого подхода является прямая зависимость скорости изменения величины и полосы пропускания от параметров электромеханических устройств, осуществляющих изменение угла.The common features of the prototype and the utility model are the use of a combination of interference coatings with alternating layers of dielectric materials with constant refractive indices as a filter. A distinctive feature of the proposed utility model is the use in the filter of layers consisting of phase-changing materials with a variable refractive index due to the influence of regulating laser radiation on these layers, as a result of which the transmission is controlled, in contrast to the prototype, where the transmission coefficient changes depending on the angle incidence of radiation on the filter. The disadvantage of this approach is the direct dependence of the rate of change in the magnitude and bandwidth on the parameters of electromechanical devices that change the angle.

Технической задачей полезной модели является создание фильтра, способного регулировать пропускание основного излучения в режиме высокого быстродействия со скоростью, которая зависит только от параметров длительности импульса регулирующего лазерного воздействия и свойств фазоизменяемых материалов.The technical task of the utility model is to create a filter capable of regulating the transmission of the main radiation in a high-speed mode at a rate that depends only on the parameters of the pulse duration of the regulating laser action and the properties of phase-changing materials.

Техническим результатом является упрощение конструкции, поскольку фильтр в отличие от прототипа не меняет своего физического расположения относительно основного излучения, подвергающегося фильтрации.The technical result is to simplify the design, since the filter, unlike the prototype, does not change its physical location relative to the main radiation being filtered.

Указанная техническая задача и получаемый технический результат достигаются в результате того, что составной интерференционный фильтр, имеющий несколько слоев, содержит чередующиеся основные слои, выполненные из фазоизменяемых материалов с высоким изменяемым показателем преломления в диапазоне от 2 до 6,5 и дополнительные слои, выполненные из материалов с низким постоянным показателем преломления в диапазоне от 1,3 до 2, при этом материалы слоев фильтра выбраны так, что изменение показателя преломления основных слоев под воздействием регулирующего лазерного излучения приводит к изменению интенсивности основного излучения, пропускаемого через фильтр. Основные слои выполнены из одного или нескольких фазоизменяемых материалов с изменяемыми показателями преломления, причем в качестве фазоизменяемого материала используют селениды, теллуриды, антимониды, а также оксиды и халькогениды переходных металлов. В качестве материалов дополнительных слоев используют оксиды кремния, алюминия, магния, гафния или фторид магния.The specified technical problem and the obtained technical result are achieved as a result of the fact that a composite interference filter having several layers contains alternating main layers made of phase-changing materials with a high variable refractive index in the range from 2 to 6.5 and additional layers made of materials with a low constant refractive index in the range from 1.3 to 2, while the materials of the filter layers are chosen so that the change in the refractive index of the main layers under the influence of the regulating laser radiation leads to a change in the intensity of the main radiation transmitted through the filter. The main layers are made of one or more phase-changing materials with variable refractive indices, and selenides, tellurides, antimonides, as well as oxides and chalcogenides of transition metals are used as the phase-changing material. As materials for additional layers, oxides of silicon, aluminum, magnesium, hafnium or magnesium fluoride are used.

Основные признаки и преимущества полезной модели следуют из приведенного ниже описания исполнения, основанного на прилагаемых фигурах.The main features and advantages of the utility model follow from the description of the execution below, based on the accompanying figures.

Полезная модель поясняется схематическими рисунками, представленными на фигурах:The utility model is illustrated by schematic drawings presented in the figures:

на Фиг. 1 - схематическое изображение фильтра при воздействии регулирующего излучения под углом к поверхности активного покрытия;in FIG. 1 is a schematic representation of the filter when exposed to control radiation at an angle to the surface of the active coating;

на Фиг. 2 - схематическое изображение фильтра при воздействии регулирующего излучения со стороны пластины;in FIG. 2 is a schematic view of the filter under the influence of the regulating radiation from the side of the plate;

на Фиг. 3 - схематическое изображение фильтра при воздействии регулирующего излучения с торца активного покрытия;in FIG. 3 is a schematic representation of the filter when exposed to control radiation from the end of the active coating;

на Фиг.4 - схематическое изображение активного покрытия, которое состоит из слоев на основе фазоизменяемых материалов с изменяемыми показателями преломления в комбинации с дополнительными слоями с постоянным показателем преломления;Fig. 4 is a schematic representation of an active coating that consists of layers based on phase change materials with variable refractive indices in combination with additional layers with a constant refractive index;

на Фиг. 5 - схематическое изображение активного покрытия, которое состоит из слоев на основе фазоизменяемых материалов с изменяемыми показателями преломления в комбинации с дополнительными слоями с постоянным показателем преломления, при этом дополнительные слои активного покрытия фильтра могут быть чередующимися с высоким и низким постоянным показателем преломления;in FIG. 5 is a schematic diagram of an active coating that consists of layers based on phase change materials with variable refractive indices in combination with additional layers with a constant refractive index, while additional layers of the active filter coating may alternate with a high and low constant refractive index;

на Фиг. 6. - схематическое изображение фильтра при воздействии регулирующего излучения с торца активного покрытия на слои, состоящие из фазоизменяемых материалов, по отдельности наборным блоком лазерных излучателей.in FIG. 6. - a schematic representation of the filter under the action of the regulating radiation from the end of the active coating on the layers, consisting of phase-changing materials, separately by a set-up block of laser emitters.

Устройство содержит активное покрытие 1, пластину 2, регулирующее лазерное излучение 3, при этом основное излучение 4 проходит через активное покрытие 1 и пластину 2, а выходное излучение 5 приобретает необходимую величину пропускания за счет отражения и/или поглощения остального излучения в фильтре. Активное покрытие 1 содержит чередующиеся основные слои, выполненные из фазоизменяемых материалов с высокими заменяемым показателем преломления в диапазоне от 2 до 6,5 и дополнительные слои, выполненные из материалов с низким постоянным показателем преломления в диапазоне от 1,3 до 2, при этом материалы слоев фильтра выбраны так, что изменение показателя преломления основных слоев под воздействием регулирующего лазерного излучения приводит к изменению интенсивности основного излучения, пропускаемого через фильтр.The device contains an active coating 1, a plate 2 that regulates the laser radiation 3, while the main radiation 4 passes through the active coating 1 and plate 2, and the output radiation 5 acquires the required transmission value due to reflection and / or absorption of the rest of the radiation in the filter. The active coating 1 contains alternating main layers made of phase-changeable materials with high replaceable refractive index in the range from 2 to 6.5 and additional layers made of materials with a low constant refractive index in the range from 1.3 to 2, while the materials of the layers The filters are chosen so that the change in the refractive index of the main layers under the influence of the regulating laser radiation leads to a change in the intensity of the main radiation transmitted through the filter.

Основные слои активного покрытия 1 выполнены из одного или нескольких фазоизменяемых материалов с изменяемыми показателями преломления. Конструкция активного покрытия 1 представляет собой чередующиеся N раз пары слоев, в которой первый слой «а» состоит из фазоизменяемого материала с изменяемыми показателями преломления, а второй слой «b» состоит из материала с постоянным показателем преломления (фиг. 4).The main layers of the active coating 1 are made of one or more phase-changeable materials with variable refractive indices. The structure of the active coating 1 is a pair of layers alternating N times, in which the first layer "a" consists of a phase-changing material with variable refractive indices, and the second layer "b" consists of a material with a constant refractive index (Fig. 4).

Также конструкция активного покрытия 1 может представлять чередующиеся N раз пары слоев, в которой первый слой «а» состоит из фазоизменяемого материала с изменяемыми показателями преломления, а второй слой «b» состоит из материала с постоянным показателем преломления, при этом имеются дополнительные чередующиеся «М» раз пары слоев, в которой первый слой «с» состоит из материала с высоким постоянным показателем преломления, а второй слой «d» состоит из материала с низким постоянным показателем преломления (фиг. 5).Also, the design of the active coating 1 can represent alternating N times pairs of layers, in which the first layer "a" consists of a phase-changeable material with variable refractive indices, and the second layer "b" consists of a material with a constant refractive index, while there are additional alternating "M "Times of a pair of layers, in which the first layer" c "consists of a material with a high constant refractive index, and the second layer" d "consists of a material with a low constant refractive index (Fig. 5).

Устройство работает следующим образом. Начальная установка регулирующего лазерного излучения 3 задается параметрами мощности и длительности импульсов для обеспечения фазового перехода и изменения показателя преломления слоев активного покрытия 1, состоящих из фазоизменяемых материалов. Таким образом, на основании программных расчетов зависимостей величины пропускания от длины волны для различных комбинаций слоев интерференционного фильтра возможно фильтровать основное излучение 4 и на выходе из фильтра получать требуемые параметры пропускания выходного излучения 5. При этом скорость изменения величины пропускания зависит только от параметров длительности импульса регулирующего лазерного излучения и длительности фазового перехода используемых материалов, на которые оказывается воздействие. Пластина 2 при этом используется как подложка-основание для многослойного покрытия и как теплоотводящий элемент.The device works as follows. The initial setting of the regulating laser radiation 3 is set by the parameters of the power and pulse duration to ensure the phase transition and change the refractive index of the layers of the active coating 1, consisting of phase-changing materials. Thus, on the basis of software calculations of the dependences of the transmission value on the wavelength for various combinations of layers of the interference filter, it is possible to filter the main radiation 4 and at the output from the filter to obtain the required transmission parameters of the output radiation 5. In this case, the rate of change in the transmission value depends only on the parameters of the regulating pulse duration. laser radiation and the duration of the phase transition of the materials used, which are affected. In this case, plate 2 is used as a substrate-base for a multilayer coating and as a heat sink element.

Изменение оптических свойства активного покрытия 1 возможно при воздействии регулирующего лазерного излучения 3 под углом к поверхности активного покрытия (фиг. 1). При этом основное излучение 4 проходит сначала через активное покрытие 1, далее через пластину 2, а выходное излучение 5 приобретает необходимую величину пропускания.Changing the optical properties of the active coating 1 is possible when exposed to the regulating laser radiation 3 at an angle to the surface of the active coating (Fig. 1). In this case, the main radiation 4 passes first through the active coating 1, then through the plate 2, and the output radiation 5 acquires the required transmission value.

Также возможно изменение оптических свойств активного покрытия 1 при воздействии регулирующего лазерного излучения 3 со стороны пластины 2 (фиг. 2). При этом основное излучение 4 проходит сначала через пластину 2, далее через активное покрытие 1, а выходное излучение 5 приобретает необходимую величину пропускания.It is also possible to change the optical properties of the active coating 1 when exposed to the regulating laser radiation 3 from the side of the plate 2 (Fig. 2). In this case, the main radiation 4 passes first through the plate 2, then through the active coating 1, and the output radiation 5 acquires the required transmission value.

Также возможно изменение оптических свойств активного покрытия 1 при воздействии регулирующего лазерного излучения 3 одним лазерным излучателем с торцов активного покрытия 2 (фиг. 3). При этом основное излучение 4 проходит сначала через активное покрытие 1, далее через пластину 2, а выходное излучение 5 приобретает необходимую величину пропускания.It is also possible to change the optical properties of the active coating 1 when exposed to the regulating laser radiation 3 by one laser emitter from the ends of the active coating 2 (Fig. 3). In this case, the main radiation 4 passes first through the active coating 1, then through the plate 2, and the output radiation 5 acquires the required transmission value.

Возможно изменение оптических свойств активного покрытия 1 при воздействии регулирующего лазерного излучения 3 наборным блоком лазерных излучателей с торцов на отдельные слои, состоящие из фазоизменяемых материалов (фиг. 6). При этом основное излучение 4 проходит сначала через активное покрытие 1, далее через пластину 2, а выходное излучение 5 приобретает необходимую величину пропускания.It is possible to change the optical properties of the active coating 1 when exposed to the regulating laser radiation 3 by a type-setting block of laser emitters from the ends to separate layers consisting of phase-changing materials (Fig. 6). In this case, the main radiation 4 passes first through the active coating 1, then through the plate 2, and the output radiation 5 acquires the required transmission value.

Заявленное техническое решение обеспечивает быстрое изменение оптических свойств интерференционного фильтра за счет использования слоев на основе фазоизменяемых материалов с изменяемым показателем преломления. Заявляемая полезная модель является промышленно применимой, так как при его реализации используют известные и апробированные компоненты, такие как источники лазерного излучения, оптические покрытия и фазоизменяемые материалы (PhaseChangeMaterial-РСМ) [6].The claimed technical solution provides a quick change in the optical properties of the interference filter through the use of layers based on phase-change materials with a variable refractive index. The claimed utility model is industrially applicable, since it uses well-known and proven components such as laser sources, optical coatings and phase-changing materials (PhaseChangeMaterial-PCM) [6].

В качестве фазоизменяемых материалов могут использоваться селениды, теллуриды, антимониды, а также оксиды и халькогениды переходных металлов. Дополнительные слои с постоянным показателем преломления могут содержать следующие материалы: оксиды кремния, титана, алюминия, тантала, гафния, циркония, ниобия, а также нитрид кремния, селенид цинка и сульфид цинка. Предпочтительными являются пары диэлектриков, показатели преломления которых значительно отличаются друг от друга.Selenides, tellurides, antimonides, as well as oxides and chalcogenides of transition metals can be used as phase-changing materials. Additional layers with a constant refractive index can contain the following materials: oxides of silicon, titanium, aluminum, tantalum, hafnium, zirconium, niobium, as well as silicon nitride, zinc selenide and zinc sulfide. Pairs of dielectrics are preferred, the refractive indices of which differ significantly from each other.

Толщины всех слоев рассчитываются программными средствами для обеспечения требуемого эффекта фильтрации. В различных вариантах осуществления толщина слоев может составлять две или больше четвертей волны. Слои фильтра по настоящее полезной модели могут иметь любую приемлемую комбинацию высоких и низких показателей преломления.The thicknesses of all layers are calculated by software to provide the desired filtering effect. In various embodiments, the layers may be two or more quarter-wave thicknesses. The filter layers of the present invention can have any suitable combination of high and low refractive indices.

Слои по настоящему изобретению можно сформировать с помощью любого приемлемого способа, известного в данной области, например, с помощью способов химического или физического осаждения из паровой фазы, таких как термовакуумное испарение или напыление. Различные технологии создания слоев описаны в [7].The layers of the present invention can be formed using any suitable method known in the art, for example, chemical or physical vapor deposition methods such as thermal vacuum evaporation or spraying. Various technologies for creating layers are described in [7].

Хотя данное техническое решение описано конкретным примером его реализации, это описание не является ограничивающим, но приведено лишь для иллюстрации и лучшего понимания существа технического решения, объем которого определяется прилагаемой формулой.Although this technical solution is described by a specific example of its implementation, this description is not limiting, but is provided only for illustration and a better understanding of the essence of the technical solution, the scope of which is determined by the attached formula.

Источники информации:Information sources:

1. Путилин Э.С. Оптические покрытия // Учебное пособие. Санкт-Петербург.2010.1. Putilin E.S. Optical coatings // Tutorial. St. Petersburg. 2010.

2. Furman Sh. and Tikhonravov A.V., Basics of optics of multilayer systems, Editions Frontiers, Gif-sur Yvette, 1992.2. Furman Sh. and Tikhonravov A.V., Basics of optics of multilayer systems, Editions Frontiers, Gif-sur Yvette, 1992.

3. Зайдель A.H., Островская Г.В., Островский Ю.И. // Техника и практика спектроскопии, Из-во «Наука», Москва, 1976. С. 241-243. Н.И. Калитеевский // Волновая оптика. Москва, из-во «Наука», 1971. с. 194-195.3. Seidel A.H., Ostrovskaya G.V., Ostrovsky Yu.I. // Technique and practice of spectroscopy, Iz-vo "Nauka", Moscow, 1976. P. 241-243. N.I. Kaliteevsky // Wave optics. Moscow, from the "Science", 1971. p. 194-195.

4. Калитеевский Н.И.// Волновая оптика. Москва, из-во «Наука», 1971, С. 194-195.4. Kaliteevsky NI // Wave optics. Moscow, from the "Science", 1971, pp. 194-195.

5. Патент RU 2.512.089, «Составной интерференционный фильтр с изменяемым пропусканием», МПК G02B 5/28, опубл. 10.04.2014 г.5. Patent RU 2.512.089, "Composite interference filter with variable transmission", IPC G02B 5/28, publ. 10.04.2014

6. Kolobov А.V., Makino К., Kato К., Saito Y., Fons P., Tominaga J., Nakano Т., Nakajima M. Switching of the optical properties of Ge2Sb2Te5 phase change material in the terahertz frequency region //В сборнике: 2019 44th International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves (IRMMW-THz), 2019.6. Kolobov A.V., Makino K., Kato K., Saito Y., Fons P., Tominaga J., Nakano T., Nakajima M. Switching of the optical properties of Ge2Sb2Te5 phase change material in the terahertz frequency region // In the collection: 2019 44th International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves (IRMMW-THz), 2019.

7. Справочник по процессам и оборудованию для осаждения тонких пленок, под редакцией Клауса К. Шуграфа, издательство Нойес (Handbook of Thin-Film Deposition Processes and Techniques, edited by Klaus K. Schuegraf. NoyesPublications).7. Handbook of Thin-Film Deposition Processes and Techniques, edited by Klaus K. Schuegraf. Noyes Publications.

Claims (4)

1. Составной интерференционный фильтр, имеющий несколько слоев, отличающийся тем, что содержит чередующиеся основные слои, выполненные из фазоизменяемых материалов с высоким изменяемым показателем преломления в диапазоне от 2 до 6,5 и дополнительные слои, выполненные из материалов с низким постоянным показателем преломления в диапазоне от 1,3 до 2, при этом материалы слоев фильтра выбраны так, что изменение показателя преломления основных слоев под воздействием регулирующего лазерного излучения приводит к изменению интенсивности основного излучения, пропускаемого через фильтр.1. Composite interference filter having several layers, characterized in that it contains alternating main layers made of phase-changeable materials with a high variable refractive index in the range from 2 to 6.5 and additional layers made of materials with a low constant refractive index in the range from 1.3 to 2, while the materials of the filter layers are selected so that the change in the refractive index of the main layers under the influence of the regulating laser radiation leads to a change in the intensity of the main radiation transmitted through the filter. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что основные слои выполнены из одного или нескольких фазоизменяемых материалов с изменяемыми показателями преломления.2. The device according to claim 1, characterized in that the main layers are made of one or more phase-changing materials with variable refractive indices. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве фазоизменяемого материала используют селениды, теллуриды, антимониды, а также оксиды и халькогениды переходных металлов.3. The device according to claim 1, characterized in that selenides, tellurides, antimonides, as well as oxides and chalcogenides of transition metals are used as the phase-changing material. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве материалов дополнительных слоев используют оксиды кремния, алюминия, магния, гафния или фторид магния.4. The device according to claim 1, characterized in that oxides of silicon, aluminum, magnesium, hafnium or magnesium fluoride are used as materials for the additional layers.
RU2020139813U 2020-12-04 2020-12-04 Composite interference filter RU203242U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020139813U RU203242U1 (en) 2020-12-04 2020-12-04 Composite interference filter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020139813U RU203242U1 (en) 2020-12-04 2020-12-04 Composite interference filter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU203242U1 true RU203242U1 (en) 2021-03-29

Family

ID=75356077

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020139813U RU203242U1 (en) 2020-12-04 2020-12-04 Composite interference filter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU203242U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU214103U1 (en) * 2021-10-22 2022-10-12 Федеральное государственное учреждение "Федеральный научно-исследовательский центр "Кристаллография и фотоника" Российской академии наук" Multilayer structure with anti-reflective films of phase-change materials

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5502595A (en) * 1994-06-03 1996-03-26 Industrial Technology Research Institute Color filters and their preparation
US6031653A (en) * 1997-08-28 2000-02-29 California Institute Of Technology Low-cost thin-metal-film interference filters
AU2005202375A1 (en) * 1999-08-20 2005-06-23 Cpfilms, Inc. Optical filter for a window
US20060228553A1 (en) * 2002-09-13 2006-10-12 Jds Uniphase Corporation High chroma optically variable color-shifting glitter
RU2512089C2 (en) * 2008-10-31 2014-04-10 СиПиФИЛМЗ, ИНК. Variable transmission composite interference filter
RU2718643C1 (en) * 2019-07-22 2020-04-10 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ имени генерала армии А.В. Хрулева" Controlled protective filter from laser radiation in visible and near infrared ranges

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5502595A (en) * 1994-06-03 1996-03-26 Industrial Technology Research Institute Color filters and their preparation
US6031653A (en) * 1997-08-28 2000-02-29 California Institute Of Technology Low-cost thin-metal-film interference filters
AU2005202375A1 (en) * 1999-08-20 2005-06-23 Cpfilms, Inc. Optical filter for a window
US20060228553A1 (en) * 2002-09-13 2006-10-12 Jds Uniphase Corporation High chroma optically variable color-shifting glitter
RU2512089C2 (en) * 2008-10-31 2014-04-10 СиПиФИЛМЗ, ИНК. Variable transmission composite interference filter
RU2718643C1 (en) * 2019-07-22 2020-04-10 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ имени генерала армии А.В. Хрулева" Controlled protective filter from laser radiation in visible and near infrared ranges

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU214103U1 (en) * 2021-10-22 2022-10-12 Федеральное государственное учреждение "Федеральный научно-исследовательский центр "Кристаллография и фотоника" Российской академии наук" Multilayer structure with anti-reflective films of phase-change materials

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4553816A (en) Tunable Fabry-Perot filter
CA2811542C (en) Spectral band-pass filter having high selectivity and controlled polarization
US4269481A (en) Multiple-cavity electro-optic tunable filter
US5999322A (en) Multilayer thin film bandpass filter
US4929063A (en) Nonlinear tunable optical bandpass filter
US7145722B2 (en) Optical filter and method of manufacturing thereof
RU203242U1 (en) Composite interference filter
US20130215499A1 (en) Notch filter system using spectral inversion
JPH0772328A (en) Wide-band rugate filter
CN211263842U (en) 2050nm laser polarizing film
EP0583047B1 (en) Spatially tunable rugate narrow reflection band filter
Xu et al. Design and Optimization of Red-light Reflector Using Simulation Software.
US11226503B2 (en) Tunable spectral filters
RU214103U1 (en) Multilayer structure with anti-reflective films of phase-change materials
KR100762204B1 (en) Method for fabricating optical multi-layer thin film
Humphreys et al. Filtering and Modulation from Visible to Terahertz using Phase-Change Extraordinary Optical Transmission Metasurfaces
Mai Novel structure configuration of a fluorescent imaging filters realized on TiO 2/SiO 2 layers
CN108490527B (en) Reflective multiband comb-shaped narrow-band optical filter with multilayer porous microstructures
SU1748111A1 (en) Narrow-band dielectric interference filter
RU2079861C1 (en) Band-pass light filter
Tikhonravov et al. Correlated choice of design and monitoring strategy
de Denus-Baillargeon et al. Developing high-performance reflective coatings for the tunable filter and the high-order interferometer of the 3D-NTT
JP2002311236A (en) Variable wavelength interference optical filter, production method therefor and variable wavelength interference optical filter device
Kumar et al. Fabrication of Modified Double Half Wave Band-Pass Filter Using Alternately Stacked TiO2-SiO2 Multilayer
Rahmlow Jr et al. Narrow band infrared filters with broad field of view