RU2504805C2 - Multispectral interference light filter for protection from laser radiation - Google Patents

Multispectral interference light filter for protection from laser radiation Download PDF

Info

Publication number
RU2504805C2
RU2504805C2 RU2012101577/28A RU2012101577A RU2504805C2 RU 2504805 C2 RU2504805 C2 RU 2504805C2 RU 2012101577/28 A RU2012101577/28 A RU 2012101577/28A RU 2012101577 A RU2012101577 A RU 2012101577A RU 2504805 C2 RU2504805 C2 RU 2504805C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
filter
region
layers
range
high reflection
Prior art date
Application number
RU2012101577/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012101577A (en
Inventor
Галина Анатольевна Муранова
Борис Михайлович Круглов
Анатолий Васильевич Михайлов
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Государственный оптический институт им. С.И. Вавилова"
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 Открытое акционерное общество "Государственный оптический институт им. С.И. Вавилова" filed Critical Открытое акционерное общество "Государственный оптический институт им. С.И. Вавилова"
Priority to RU2012101577/28A priority Critical patent/RU2504805C2/en
Publication of RU2012101577A publication Critical patent/RU2012101577A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2504805C2 publication Critical patent/RU2504805C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Optical Filters (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: light filter includes a transparent substrate and three elements deposited thereon, said elements having interference coatings made of alternating layers with high and low refraction indices (BH)k. In the first element, which is a multilayer interference filter in form of a second-order mirror (λ0=1565 nm) with high reflection in the 530-540 nm range and maximum transmission in the 470-505 nm and 545-620 nm range, at the filter-substrate and filter-air boundary, there are additional layers of (CH)3 and (CH)2 C1.24H. In the second element, which is a long-wave cut-off filter (λ0=680 nm) with high reflection in the 635-740 nm range and maximum transmission in the 470-620 nm range, situated on the side of the substrate opposite the first element and directly adjacent to it, there are additional layers of 0.5C(CH)4 and (CH)3C 0.54H. In the third element, which is a short-wave cut-off filter (λ0=425 nm) with high reflection in the 380-460 nm range and maximum transmission in the 470-620 nm range and situated on top of the second element, there are additional layers of 0.5 BH(CH)3 and 0.5B.
EFFECT: high filter transparency in the short-wave and long-wave region of the spectrum from the high reflection band while blocking laser radiation with a given wavelength.
3 dwg

Description

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к устройствам для защиты органов зрения и аппаратуры от ослепляющего воздействия лазерного излучения. Известны защитные устройства, использующие различные типы фильтров, блокирующих лазерное излучение определенных частот и определенной мощности. Блокировка излучения происходит либо вследствие поглощения излучения заданной длины волны (λ0), либо за счет его отражения. Поглощение в цветных светофильтрах создается путем введения в материалы примесей, красителей, пигментов, полупроводниковых элементов. Поглощенный свет преобразуется в тепло, вследствие чего фильтры могут обесцвечиваться и терять способность защиты от мощного лазерного излучения. В качестве отражающих систем можно использовать различные виды интерференционных покрытий из чередующихся слоев с высоким (nв) и низким (nн) показателями преломления: диэлектрические зеркала, поляризаторы, светоделители, полосовые, отрезающие фильтры [1]. Основными требованиями к таким покрытиям являются высокое отражение в спектральной области лазерного излучения, высокое пропускание в остальных участках видимой части спектра и максимально возможное сохранение цветопередачи. Для выполнения этих требований обычно создавались покрытия, блокирующих лазерное излучение одной определенной частоты.The invention relates to optical instrumentation, and in particular to devices for protecting organs of vision and equipment from the blinding effects of laser radiation. Known protective devices using various types of filters that block the laser radiation of certain frequencies and a certain power. Blocking of radiation occurs either due to absorption of radiation of a given wavelength (λ 0 ), or due to its reflection. Absorption in color filters is created by introducing impurities, dyes, pigments, semiconductor elements into materials. The absorbed light is converted to heat, as a result of which the filters may become discolored and lose their ability to protect against powerful laser radiation. As reflecting systems, various types of interference coatings from alternating layers with high (n in ) and low (n n ) refractive indices can be used: dielectric mirrors, polarizers, beam splitters, band-pass, cut-off filters [1]. The main requirements for such coatings are high reflection in the spectral region of laser radiation, high transmittance in the remaining parts of the visible part of the spectrum and the maximum possible color reproduction. To fulfill these requirements, coatings are usually created that block the laser radiation of one specific frequency.

В настоящее время требуется создание покрытий для защиты от лазерного излучения нескольких длин волн одновременно. Для этого полоса блокирования в видимой части спектра должна быть достаточно большой, чтобы обеспечить глубокое подавление лазерной длины волны, в том числе при наклонном падении света, и достаточно малой, чтобы не блокировать остальные участки спектра. Оптимальная ширина полосы отражения Δλ0,010=(0,04-008) (Δλ0,01 ширина полосы отражения на уровне 1% пропускания, λ0 - длина волны блокирования). Препятствием для получения максимального пропускания в области прозрачности является наличие в спектрах пропускания побочных максимумов отражения (осцилляции), высота которых зависит как от разности показателей преломления, так и от абсолютных значений показателей преломления чередующихся слоев. Самый глубокий провал находится вблизи края полосы отражения. Число и высота побочных максимумов растет по мере возрастания числа слоев. Увеличение числа слоев необходимо для получения максимального отражения (высокой оптической плотности).Currently, the creation of coatings is required to protect against laser radiation of several wavelengths simultaneously. For this, the blocking band in the visible part of the spectrum should be large enough to provide deep suppression of the laser wavelength, including when the light is obliquely incident, and small enough not to block the rest of the spectrum. The optimal reflection bandwidth is Δλ 0.01 / λ 0 = (0.04-008) (Δλ 0.01 is the reflection bandwidth at 1% transmittance, λ 0 is the blocking wavelength). An obstacle to obtaining maximum transmission in the transparency region is the presence in the transmission spectra of side reflection maxima (oscillations), the height of which depends both on the difference in refractive indices and on the absolute values of the refractive indices of alternating layers. The deepest dip is near the edge of the reflection band. The number and height of side maxima increases as the number of layers increases. An increase in the number of layers is necessary to obtain maximum reflection (high optical density).

Достаточно высокие требования предъявляются и к эксплуатационным характеристикам покрытий. Покрытия должны быть влагостойки, выдерживать очистку органическими растворителями (спирт, ацетон).Fairly high requirements are also imposed on the performance characteristics of coatings. Coatings must be moisture resistant, withstand cleaning with organic solvents (alcohol, acetone).

Известна конструкция светофильтра из чередующихся слоев с высоким и низким показателем преломления, при отношении оптических толщин, равном пяти (авторское свидетельство №381055 от 15.05.1973) [2]. Такое выполнение светофильтра обеспечивает избирательное отражение в нескольких участках спектра, например, в области 0,53; 0,69 и 1,06 мкм, при сохранении прозрачности вне указанных участков. Конструкция фильтра П(5ВН)к5В, где символом П обозначена подложка; В и Н - четвертьволновые пленки с высоким и низким показателями преломления; к - параметр кратности, определяющий общее число слоев в системе.A known design of a filter from alternating layers with a high and low refractive index, with a ratio of optical thicknesses equal to five (copyright certificate No. 381055 of 05.15.1973) [2]. This embodiment of the filter provides selective reflection in several parts of the spectrum, for example, in the region of 0.53; 0.69 and 1.06 microns, while maintaining transparency outside these areas. The design of the filter P (5VN) to 5V, where the symbol P indicates the substrate; B and H are quarter-wave films with high and low refractive indices; k is the multiplicity parameter that determines the total number of layers in the system.

Однако этот светофильтр не обладает достаточной оптической плотностью (D). На длине волны 0,53 мкм D практически в одной точке равно единице (Δλ0,010<0,01, т.е. Δλ≈2-3 нм). Кроме того, фильтр имеет низкую механическую прочность, так как при большой разнице в толщине соседних слоев создаются слишком высокие внутренние напряжения. Такие фильтры подлежат обязательной склейке сразу после изготовления.However, this filter does not have sufficient optical density (D). At a wavelength of 0.53 μm, D at almost one point is equal to unity (Δλ 0.01 / λ 0 <0.01, i.e., Δλ≈2-3 nm). In addition, the filter has low mechanical strength, since with a large difference in the thickness of adjacent layers, too high internal stresses are created. Such filters are subject to mandatory gluing immediately after manufacture.

Известны системы диэлектрических зеркал с повышенной избирательной способностью (Δλ0,010=0,1-0,2) на основе слоев неравной оптической толщины, причем это неравенство изменяется от слоя к слою по заданной программе. Например, П(0,07В- 1,93Н-0,09В-1,91Н-0,12В- 1,88Н-…0,07В). Однако такие системы сложны в изготовлении, так как содержат очень тонкие слои, толщину которых не удается проконтролировать с необходимой точностью в видимой части спектра. Такие покрытия могут использоваться для далекой инфракрасной области спектра.Known systems of dielectric mirrors with increased selectivity (Δλ 0.01 / λ 0 = 0.1-0.2) based on layers of unequal optical thickness, and this inequality varies from layer to layer according to a given program. For example, P (0.07B- 1.93H-0.09B-1.91H-0.12B- 1.88H- ... 0.07B). However, such systems are difficult to manufacture, since they contain very thin layers, the thickness of which cannot be controlled with the necessary accuracy in the visible part of the spectrum. Such coatings can be used for the far infrared region of the spectrum.

Известны также системы из чередующихся слоев равной оптической толщины из трех различных материалов. Избирательная способность систем может составлять Δλ0,010=0,08-0,16. Условное обозначение таких систем П(ВСNНС)к, П(НСNВС)к и.т.п., где N - целое число, обозначающее толщину следующего за ним слоя в четвертях длины волны, С - четвертьволновая пленка со среднем значением показателя преломления. Однако такие системы имеют низкую оптическую плотность и дополнительные полосы отражения в зоне прозрачности.Also known are systems of alternating layers of equal optical thickness from three different materials. The selectivity of systems can be Δλ 0.01 / λ 0 = 0.08-0.16. The symbol for such systems is П (ВСННС) к , П (НСНВС) к ипп, where N is an integer denoting the thickness of the layer following it in quarters of the wavelength, С is a quarter-wave film with an average value of the refractive index. However, such systems have a low optical density and additional reflection bands in the transparency zone.

Известны различные конструкции покрытий, использующиеся для уменьшения осцилляции и повышения пропускания в рабочей области прозрачности, с условием сохранения области высокого отражения [3-6]. Для получения максимально возможной прозрачности с длинноволновой стороны от полосы отражения обычно используются конструкции П(0,5ВН0,5В)к или П(0,5НВ0,5Н)к. Для получения максимальной прозрачности с коротковолновой стороны от полосы отражения используются конструкции П(ВН)кВ0,5Н.Various coating designs are known that are used to reduce oscillations and increase transmittance in the transparency working region, with the condition that the high reflection region is preserved [3-6]. To obtain the maximum possible transparency on the long-wave side from the reflection band, the designs P (0.5VN0.5V) k or P (0.5NV0.5N) k are usually used. To obtain maximum transparency on the short-wave side from the reflection band, the structures P (BH) to B0.5H are used.

В зависимости от конкретных требований к спектральным характеристикам покрытий разработано большое количество конструкций фильтров для сглаживания осцилляции и увеличения пропускания в заданных участках спектра. Например, предлагается, кроме верхнего слоя с низким показателем преломления (nн) толщиной λ0/8 (0,5Н), между подложкой и интерференционной системой поместить дополнительный слой с высоким показателем преломления (nв) толщиной 3/4 λ0 (3В) (авторское свидетельство №386363 от 14.06.1973) [7]. В авторском свидетельстве №471568 от 25.05.75 предлагается между интерференционной системой и обрамляющими средами поместить дополнительные слои со среднем показателем преломления (nср), вычисленными по определенной формуле, оптической толщиной λ0/8. В авторском свидетельстве №448418 от 30.10.74 [9] такая же задача решается путем введения двух дополнительных слов толщиной λ0/8 на границах интерференционного покрытия. При этом слои, примыкающие к покрытию, имеют показатель преломления, равный n=nв3/2·nн-1/2, а показатели преломления внешних слоев равны (n n0)1/2 и (n nподл)1/2. В авторском свидетельстве №553564 от 05.04.1977 [10] предлагается с двух сторон интерференционной системы ввести дополнительные слои с nв и оптической толщиной 0,3λ0, и верхний слой с nн и оптической толщиной 0,15λ0.Depending on the specific requirements for the spectral characteristics of the coatings, a large number of filter designs have been developed to smooth out oscillations and increase transmission in given spectral regions. For example, it is proposed, except for the upper layer of low refractive index (n m) of thickness λ 0/8 (0.5H), between the substrate and the interference system to place an additional layer of high refractive index (n c) of thickness 3/4 λ 0 (3B ) (copyright certificate No. 386363 dated 06/14/1973) [7]. The inventor's certificate №471568 from 05.25.75 proposed interference between the framing system and the media placed further layers with an average refractive index (n sr), calculated according to a formula, the optical thickness of λ 0/8. The inventor's certificate №448418 from 10.30.74 [9] The same problem can be solved by introducing two additional words thickness λ 0/8 at the boundaries of the interference coating. Moreover, the layers adjacent to the coating have a refractive index equal to n = n in 3/2 · nn -1/2 , and the refractive indices of the outer layers are (nn 0 ) 1/2 and (nn vap ) 1/2 . In the certificate of authorship No. 553564 dated 04/05/1977 [10] it is proposed to introduce additional layers with n in and an optical thickness of 0.3λ 0 and an upper layer with n n and an optical thickness of 0.15λ 0 on both sides of the interference system.

Такое большое разнообразие способов сглаживания и повышения пропускания в области прозрачности фильтров связано с тем, что интерференционные системы очень чувствительны к изменению оптических параметров: показателей преломления подложки и слоев, разности между ними, количества слоев, спектральной области применения. Поэтому для каждого оптического прибора необходимы дополнительные расчеты параметров слоев для обеспечения требуемых спектральных характеристик.Such a wide variety of ways to smooth and increase transmission in the field of filter transparency is due to the fact that interference systems are very sensitive to changes in optical parameters: the refractive indices of the substrate and layers, the difference between them, the number of layers, and the spectral range of application. Therefore, for each optical device, additional calculations of the layer parameters are necessary to ensure the required spectral characteristics.

Наиболее полно различные способы сглаживания осцилляции в интерференционных системах представлены в работе Ш.А. Фурмана (прототип) [4]. Используя метод эквивалентных слоев и другие аналитические методы, автор представил некоторые частные случаи сглаживания осцилляции для конкретных оптических систем. Для коротковолнового отрезающего фильтра повышение пропускания в коротковолновой области предлагается за счет введения на границах подложка-фильтр и фильтр-воздух двух дополнительных слоев оптической толщиной 0,125λ0 и показателями преломления, рассчитанными по приближенным формулам. Для длинноволнового отрезающего фильтра, для получения высокого пропускания в длинноволновой области автор предлагает использование классической конструкции П(0,5ВН0,5В)к, с показателем преломления первого и последнего обрамляющего слоя в соответствии с расчетом. Однако найденные расчетным путем решения не всегда можно реализовать на практике, так как не удается найти пленкообразующие материалы с необходимыми параметрами.The most complete variety of methods for smoothing oscillations in interference systems are presented in Sh.A. Furman (prototype) [4]. Using the equivalent layer method and other analytical methods, the author presented some special cases of smoothing oscillations for specific optical systems. For a short-wave cut-off filter, an increase in transmission in the short-wave region is proposed due to the introduction of two additional layers with an optical thickness of 0.125λ 0 and refractive indices calculated by approximate formulas at the substrate-filter and filter-air boundaries. For a long-wavelength cut-off filter, to obtain high transmission in the long-wavelength region, the author proposes the use of the classical design P (0.5VN0.5V) k , with a refractive index of the first and last framing layer in accordance with the calculation. However, solutions found by calculation can not always be implemented in practice, since it is not possible to find film-forming materials with the necessary parameters.

Для решения поставленной перед нами задачи требуется повышение прозрачности оптических систем как с длинноволновой, так и с коротковолновой стороны от полосы высокого отражения для всех границ перехода от уровня высокой прозрачности к низкой.To solve the problem posed before us, it is necessary to increase the transparency of optical systems both from the long-wavelength and short-wavelength sides of the high reflection band for all transition boundaries from high to low transparency.

Предложенное покрытие отличается от известных тем, что состоит из композиции трех различных элементов, обеспечивающих заданную спектральную характеристику покрытия в целом. Поставленная цель достигается тем, что каждый из трех элементов оптимизируется по своей структуре таким образом, чтобы получить оптическую плотность не менее трех в спектральных областях 380-460 нм, 510-540 нм и 635-740 нм соответственно, при максимальном пропускании в спектральных областях 470-505 нм и 545-620 нм для сохранения цветопередачи.The proposed coating differs from the known ones in that it consists of a composition of three different elements providing a given spectral characteristic of the coating as a whole. The goal is achieved in that each of the three elements is optimized in its structure so as to obtain an optical density of at least three in the spectral regions of 380-460 nm, 510-540 nm and 635-740 nm, respectively, with a maximum transmission in the spectral regions of 470 -505 nm and 545-620 nm to preserve color reproduction.

На фиг.1 приведена схема конструкции светофильтра. Светофильтр представляет собой подложку 4, на обеих сторонах которой расположены интерференционные оптические покрытия. На одной стороне подложки расположен многослойный интерференционный фильтр в виде зеркала второго порядка (λ0=1565 нм) с высоким отражением в области 510-540 нм (элемент 1) и максимальным пропусканием в области 470-505 нм и 545-620 нм. На второй стороне подложки расположена композиция из двух интерференционных покрытий. Непосредственно к подложке примыкает длинноволновый отрезающий фильтр (λ0=680 нм) с высоким отражением в области 635-740 нм и максимальным пропусканием в области 470-620 нм (элемент 2). На этом светофильтре расположен коротковолновый отрезающий фильтр (λ0=425 нм) с высоким отражением в области 380-460 нм и максимальном пропускании в области 470-620 нм (элемент 3).Figure 1 shows the design diagram of the filter. The light filter is a substrate 4, on both sides of which interference optical coatings are located. On one side of the substrate there is a multilayer interference filter in the form of a second-order mirror (λ 0 = 1565 nm) with high reflection in the region of 510-540 nm (element 1) and maximum transmission in the range of 470-505 nm and 545-620 nm. On the second side of the substrate is a composition of two interference coatings. Directly adjacent to the substrate is a long-wave cut-off filter (λ 0 = 680 nm) with high reflection in the region of 635–740 nm and maximum transmission in the region of 470–620 nm (element 2). This filter has a short-wave cut-off filter (λ 0 = 425 nm) with high reflection in the region of 380-460 nm and maximum transmission in the region of 470-620 nm (element 3).

Для повышения прозрачности фильтра в коротковолновой и длинноволновой области спектра от полосы высокого отражения 510-540 нм при блокировании лазерного излучения длиной волны 532 нм в основную конструкцию элемента 1 введены дополнительные слои на границе фильтр-подложка и фильтр-воздух:To increase the transparency of the filter in the short and long wavelength regions of the spectrum from the high reflection band of 510–540 nm when blocking laser radiation with a wavelength of 532 nm, additional layers are introduced into the main structure of element 1 at the filter – substrate – filter – air interface:

П(СН)3(ВН)14(СН)2С 1,24Н.P (CH) 3 (BH) 14 (CH) 2 C, 1.24H.

При блокировании лазерного излучения длиной волны 650 нм для увеличения прозрачности с коротковолновой стороны от полосы максимального отражения в спектральных областях 545-620 нм и 470-505 нм в конструкцию элемента 2 введены дополнительные слои на границе фильтр-подложка и фильтр-элемент 3:When blocking laser radiation with a wavelength of 650 nm, in order to increase transparency on the short-wave side from the maximum reflection band in the spectral regions of 545-620 nm and 470-505 nm, additional layers at the filter-substrate and filter-element 3 boundary were introduced into the design of element 2:

П0,5С (СН)4(ВН)11(СН)3С 0,54Н.P0.5C (CH) 4 (BH) 11 (CH) 3 C 0.54H.

При блокировании лазерного излучения длиной волны 405 нм и 445 нм для увеличения прозрачности с длинноволновой стороны от полосы максимального отражения в спектральных областях 470-505 нм и 545-620 нм в конструкцию элемента 3 введены дополнительные слои на границе элемент 2-фильтр и фильтр-воздух:When blocking laser radiation with a wavelength of 405 nm and 445 nm, in order to increase transparency on the long-wave side from the maximum reflection band in the spectral regions 470-505 nm and 545-620 nm, additional layers are introduced into the design of element 3 at the interface between the 2-filter and filter-air elements :

Ф0,5 ВН(СН)3(ВН)150,5В.Ф0.5 VN (CH) 3 (VN) 15 0.5V.

Композиция, наносимая на вторую сторону подложки, записывается так:The composition applied to the second side of the substrate is written as follows:

П0,5С(СН)4(ВН)11(СН)3С0,54Н0,5В Н(СН)3(ВН)150,5В.П0.5С (СН) 4 (ВН) 11 (СН) 3 С0.54Н0.5В Н (СН) 3 (ВН) 15 0.5В.

На фиг.2 показано расчетное спектральное пропускание фильтра. Расчетное среднее значение пропускания в области 470-505 нм составляет 83,4%, в области 545-620 нм - 88%. Визуальное пропускание для стандартного источника А составляет 62,6%. Расчетные значения оптической плотности на длинах волн излучения лазерных указок фиолетового, синего, зеленого и красного цветов показаны в таблице 1.Figure 2 shows the calculated spectral transmittance of the filter. The calculated average transmittance in the 470-505 nm region is 83.4%, in the 545-620 nm region - 88%. The visual transmittance for standard source A is 62.6%. The calculated values of the optical density at the wavelengths of the radiation of the laser pointers of purple, blue, green and red are shown in table 1.

Таблица 1Table 1 Длина волны, нмWavelength nm 405405 445445 532532 650650 Оптическая плотностьOptical density 4four 3,53,5 3,43.4 3,23.2

В соответствии с расчетными данными в производственных условиях были изготовлены опытные партии фильтров. В качестве слоев с высоким показателем преломления В использовался оксид циркония. В качестве слоев со среднем показателем преломления С использовался оксид иттрия. В качестве слоев с низким показателем преломления Н использовался кварц. В качестве подложек использовалось очковое оптически прозрачное стекло. Для изготовления опытных образцов покрытий использовалась вакуумная установка A-700QE фирмы «Leubold-Heraus». Технологический процесс изготовления зеркал стандартный и состоит из очистки подложек перед нанесением покрытия, в прогреве подложек и последовательному нанесению слоев в соответствии с расчетом. Для нанесения слоев использовались электронно-лучевые испарители. Контроль толщины слоев проводился по пропусканию спектрофотометрическим методом. Для получения максимальной точности заранее рассчитывались схемы контроля. Давление остаточных газов в камере нанесения покрытия составляло 2÷5·10-5 мм.рт.ст. Температура нагрева подложек 180°C-220°C. Скорость нанесения слоев ZrO2 составляла 17 Å/мин, скорость нанесения слоев Y2O3 - 20 Å/сек, скорость конденсации слоев SiO2 была равна 25 Å/мин. Выбранные режимы испарения оптимальны с точки зрения получения наиболее стабильных и воспроизводимых оптических характеристик формируемых оптических систем.In accordance with the calculated data, pilot batches of filters were manufactured under production conditions. As layers with a high refractive index B, zirconium oxide was used. Yttrium oxide was used as layers with an average refractive index C. As layers with a low refractive index H, quartz was used. As substrates, optical optically transparent glass was used. For the manufacture of prototypes of coatings, the A-700QE vacuum system from Leubold-Heraus was used. The technological process for manufacturing mirrors is standard and consists of cleaning the substrates before coating, heating the substrates and sequential deposition of layers in accordance with the calculation. For applying the layers used electron beam evaporators. The thickness control of the layers was carried out by transmission spectrophotometric method. To obtain maximum accuracy, control schemes were calculated in advance. The residual gas pressure in the coating chamber was 2 ÷ 5 · 10 -5 mm Hg. Substrate heating temperature 180 ° C-220 ° C. The deposition rate of ZrO 2 layers was 17 Å / min, the deposition rate of Y 2 O 3 layers was 20 Å / s, and the condensation rate of SiO 2 layers was 25 Å / min. The selected evaporation modes are optimal from the point of view of obtaining the most stable and reproducible optical characteristics of the formed optical systems.

На фиг.3 показано типичное спектральное пропускание опытного образца фильтра, изготовленного в производственных условиях по описанной выше методике.Figure 3 shows a typical spectral transmittance of a prototype filter, manufactured under industrial conditions by the method described above.

Полоса зоны отражения в видимой области спектра Δλ0,010=0,06-0,08, что близко к расчетным значениям. Оптическая плотность на лазерных длинах волн рассчитывалась по спектрам пропускания, измеренным на спектрофотометре СФ8 с растяжкой шкалы, и составляет величину D>3 для лазерных длин волн 405, 445, 532 и 650 нм. Среднее значение пропускания в области 470-505 нм составляет 70,4%, в области 540-620 нм - 80,5%. Визуальное пропускание экспериментальных образцов на 5-8% меньше расчетных значений и составляет в среднем 54% для стандартного источника А. Разработанная конструкция обеспечила получение заданных технических характеристик, и на ее основе может быть организовано массовое производство изделия.The band of the reflection zone in the visible region of the spectrum is Δλ 0.01 / λ 0 = 0.06-0.08, which is close to the calculated values. The optical density at laser wavelengths was calculated from the transmission spectra measured on an SF8 spectrophotometer with a scale extension and is D> 3 for laser wavelengths of 405, 445, 532 and 650 nm. The average transmittance in the range 470-505 nm is 70.4%, in the range 540-620 nm - 80.5%. The visual transmission of experimental samples is 5-8% less than the calculated values and averages 54% for standard source A. The developed design provided the desired technical characteristics, and mass production of the product can be organized on its basis.

ЛитератураLiterature

1. Гайнутдинов И.С. и др. Свойства и методы получения интерференционных покрытий для оптического приборостроения. Казань: Фен, 2003, 424 с.1. Gainutdinov I.S. and other Properties and methods for producing interference coatings for optical instrumentation. Kazan: Fen, 2003, 424 p.

2. Миронов С.П., Веремей В.В., Соловьев Н.Г. Интерференционный светофильтр.//А.с. №381055, кл. G02b 5/28, опубл. 15.05.1973. Бюл. №21.2. Mironov S.P., Veremey V.V., Soloviev N.G. Interference light filter.// A.s. No. 381055, class G02b 5/28, publ. 05/15/1973. Bull. No. 21.

3. Телен А. Конструирование многослойных интерференционных светофильтров. В кн. Физика тонких пленок. М.: 1972 г., т.5, с.46-83.3. Telen A. Construction of multilayer interference light filters. In the book. Physics of thin films. M .: 1972, v. 5, p. 46-83.

4. Фурман Ш.Ф. Тонкослойные оптические покрытия. Л.: Машиностроение, 1977, 264 с.4. Furman Sh.F. Thin layer optical coatings. L .: Engineering, 1977, 264 p.

5. Яковлев П.П., Мешков Б.Б. Проектирование интерференционных покрытий. М.: Машиностроение, 1987, 192 с.5. Yakovlev P. P., Meshkov B. B. Design of interference coatings. M .: Engineering, 1987, 192 p.

6. Крылова Т.Н. Интерференционные покрытия. Л.: Машиностроение, 1973. 224 с.6. Krylova T.N. Interference coatings. L .: Engineering, 1973. 224 p.

7. Л.Б. Кацнельсон и Ш.А. Фурман. Интерференционный светофильтр.// Авт.св. СССР. №386363, МПК G02b 5/28. Бюл. №26 от 14.06.1973.7.L.B. Katznelson and Sh.A. Furman. Interference light filter. // Aut. St. THE USSR. No. 386363, IPC G02b 5/28. Bull. No. 26 dated 06/14/1973.

8. Б.Б. Мешков и В.А. Ефременко. Отрезающий оптический интерференционный фильтр с пропусканием в коротковолновой области спектра.//Авт. св. СССР №471568. Бюл. №19 от 25.05.1975.8. B.B. Meshkov and V.A. Efremenko. Cutting-off optical interference filter with transmission in the short-wave region of the spectrum.// Auth. St. USSR No. 471568. Bull. No. 19 dated 05/25/1975.

9. Е.Г. Столов и Ш.А. Фурман. Интерференционный оптический отрезающий фильтр.//Авт.св. СССР №448418. Бюл. №40 от 30.10.1974.9. E.G. Stolov and Sh.A. Furman. Interference optical cut-off filter.// Autosv. USSR No. 448418. Bull. No. 40 dated 10/30/1974.

10. Н.Ф. Марков и Е.Г. Столов. Оптический интерференционный длинноволновый отрезающий фильтр.// Авт.св. СССР №553564. Бюл. № 13 от 05.04.1977.10. N.F. Markov and E.G. Tables. Optical interference long-wave cut-off filter.// Aut. St. USSR No. 553564. Bull. No. 13 dated 04/05/1977.

Claims (1)

Многоспектральный интерференционный светофильтр для защиты от лазерного излучения, включающий прозрачную подложку и нанесенную на нее композицию из трех различных элементов, содержащих интерференционные покрытия из чередующихся слоев с высоким и низким показателями преломления (ВН)к, отличающийся тем, что в первый из элементов композиции, представляющий собой многослойный интерференционный фильтр в виде зеркала второго порядка (λ0=1565 нм) с высоким отражением в области 530-540 нм и максимальным пропусканием в области 470-505 нм и 545-620 нм, на границе фильтр-подложка и фильтр-воздух введены дополнительные слои (CH)3 и (CH)2C 1,24H, во второй элемент, представляющий собой длинноволновый отрезающий фильтр (λ0=680 нм) с высоким отражением в области 635-740 нм и максимальным пропусканием в области 470-620 нм, расположенный на противоположной от первого элемента стороне подложки и непосредственно примыкающий к ней, введены дополнительные слои 0,5C(CH)4 и (CH)3C 0,54H, а в третий элемент, представляющий собой коротковолновый отрезающий фильтр (λ0=425 нм) с высоким отражением в области 380-460 нм и максимальным пропусканием в области 470-620 нм и расположенный поверх второго элемента, дополнительно введены слои 0,5 ВН(CH)3 и 0,5B. A multispectral interference filter for protection against laser radiation, including a transparent substrate and a composition deposited on it of three different elements containing interference coatings of alternating layers with high and low refractive indices (BH) k , characterized in that in the first of the composition elements, representing a multilayer interference filter in the form of a second-order mirror (λ 0 = 1565 nm) with high reflection in the region of 530-540 nm and maximum transmission in the region of 470-505 nm and 545-620 nm, additional layers of (CH) 3 and (CH) 2 C 1.24H are introduced into the filter-substrate and filter-air boundaries, into the second element, which is a long-wave cut-off filter (λ 0 = 680 nm) with high reflection in the region of 635–740 nm and with a maximum transmission in the region of 470-620 nm, located on the opposite side of the substrate from the first element and directly adjacent to it, additional layers of 0.5C (CH) 4 and (CH) 3 C 0.54H are introduced, and in the third element, which represents a short-wave cut-off filter (λ 0 = 425 nm) with high reflection in the region of 380-460 nm and maximum passing in the region of 470-620 nm and located on top of the second element, layers of 0.5 BH (CH) 3 and 0.5B are additionally introduced.
RU2012101577/28A 2012-01-17 2012-01-17 Multispectral interference light filter for protection from laser radiation RU2504805C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012101577/28A RU2504805C2 (en) 2012-01-17 2012-01-17 Multispectral interference light filter for protection from laser radiation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012101577/28A RU2504805C2 (en) 2012-01-17 2012-01-17 Multispectral interference light filter for protection from laser radiation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012101577A RU2012101577A (en) 2013-09-10
RU2504805C2 true RU2504805C2 (en) 2014-01-20

Family

ID=49164345

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012101577/28A RU2504805C2 (en) 2012-01-17 2012-01-17 Multispectral interference light filter for protection from laser radiation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2504805C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2799894C1 (en) * 2022-04-21 2023-07-13 Российская Федерация от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Optical interference blocking filter

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU448418A1 (en) * 1973-03-05 1974-10-30 Предприятие П/Я А-1705 Interference optical cut filter
SU553564A1 (en) * 1973-12-11 1977-04-05 Предприятие П/Я А-1705 Optical multilayer spectral divider
SU862098A1 (en) * 1980-01-24 1981-09-07 Предприятие П/Я А-7309 Optical interfferential long-wave cutting filter
RU2330313C1 (en) * 2007-01-10 2008-07-27 Военная академия связи Optical multilayer filter
US20090153971A1 (en) * 2007-12-17 2009-06-18 Nihon Dempa Kogyo Co., Ltd Optical multilayer thin-film filters and methods for manufacturing same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU448418A1 (en) * 1973-03-05 1974-10-30 Предприятие П/Я А-1705 Interference optical cut filter
SU553564A1 (en) * 1973-12-11 1977-04-05 Предприятие П/Я А-1705 Optical multilayer spectral divider
SU862098A1 (en) * 1980-01-24 1981-09-07 Предприятие П/Я А-7309 Optical interfferential long-wave cutting filter
RU2330313C1 (en) * 2007-01-10 2008-07-27 Военная академия связи Optical multilayer filter
US20090153971A1 (en) * 2007-12-17 2009-06-18 Nihon Dempa Kogyo Co., Ltd Optical multilayer thin-film filters and methods for manufacturing same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2799894C1 (en) * 2022-04-21 2023-07-13 Российская Федерация от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Optical interference blocking filter

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012101577A (en) 2013-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102363999B1 (en) Treatment method for modifying the reflected colour of a sapphire material surface
KR102569093B1 (en) Optical filter
US5400174A (en) Optical notch or minus filter
Lee et al. Omnidirectional Flexible Transmissive Structural Colors with High‐Color‐Purity and High‐Efficiency Exploiting Multicavity Resonances
US20190383972A1 (en) Layer system and optical element comprising a layer system
CN204166157U (en) A kind of passband wave band is bandpass filter and the old rice screening system of 430-450nm
WO2019138976A1 (en) Optical filter and imaging device
CN103885108A (en) Attenuation band-pass filter and manufacturing method of attenuation band-pass filter
RU2504805C2 (en) Multispectral interference light filter for protection from laser radiation
CN111638572B (en) 3D structured light 940nm narrow-band filter and preparation method thereof
CN116819661A (en) Optical film with variable spectral characteristics and method for adjusting spectral characteristics of optical film
Safin et al. Solar-blind filter for the ultraviolet region
CN212321887U (en) Narrow-band notch negative filter
US20090297838A1 (en) Ultraviolet solar simulation filter device and method of manufacture
Hou et al. Experimental insights on factors influencing sensitivity of thin film narrow band-pass filters
Muranova et al. Multispectral optical coatings for protection from laser radiation
RU2799894C1 (en) Optical interference blocking filter
CN112684532A (en) Method for preparing induced transmission filter by combining metal and medium
RU2079861C1 (en) Band-pass light filter
CN216210007U (en) Ultra-narrow band filter with central wavelength of 350 +/-3 nm
SU573107A1 (en) Interference filter
CN203849439U (en) Ultraviolet passband optical filter
CN1450366A (en) Single-frequency single-angle transmitted total-angle high-reflection one-dimension photon crystal
JP4409244B2 (en) Optical filter and optical apparatus
Strelkov et al. Modeling of a Fabry-Perot filter based on TiO2 and air gap by using Eigenvectors and Eigenvalues approach

Legal Events

Date Code Title Description
HE9A Changing address for correspondence with an applicant
HZ9A Changing address for correspondence with an applicant
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180118