RU2650750C1 - Узкополосный фильтр - Google Patents
Узкополосный фильтр Download PDFInfo
- Publication number
- RU2650750C1 RU2650750C1 RU2017114449A RU2017114449A RU2650750C1 RU 2650750 C1 RU2650750 C1 RU 2650750C1 RU 2017114449 A RU2017114449 A RU 2017114449A RU 2017114449 A RU2017114449 A RU 2017114449A RU 2650750 C1 RU2650750 C1 RU 2650750C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- prism
- substrate
- refractive index
- layer
- narrow
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 20
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 13
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 5
- 230000001629 suppression Effects 0.000 abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 7
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 3
- OSWPMRLSEDHDFF-UHFFFAOYSA-N methyl salicylate Chemical compound COC(=O)C1=CC=CC=C1O OSWPMRLSEDHDFF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 2
- 241000021559 Dicerandra Species 0.000 description 1
- 235000010654 Melissa officinalis Nutrition 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 239000000865 liniment Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229960001047 methyl salicylate Drugs 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
- G02B5/28—Interference filters
- G02B5/285—Interference filters comprising deposited thin solid films
- G02B5/288—Interference filters comprising deposited thin solid films comprising at least one thin film resonant cavity, e.g. in bandpass filters
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Filters (AREA)
Abstract
Узкополосный фильтр состоит из двух одинаковых прозрачных треугольных призм, которые изготовлены из материала с высоким показателем преломления. Между ними нанесены чередующиеся слои, изготовленные из материалов с низким и высоким показателями преломления. Технический результат - упрощение конструкции интерференционного фильтра и расширение зоны подавления пропускания. 2 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к астрофизике и лазерной технике, в частности к лазерной локации, где качество получаемого сигнала зависит от степени монохроматичности используемого излучения.
Известен оптический многослойный фильтр (см. пат. РФ №2330313, МПК G02B 5/28, опубл. 27.07.2008 г.). Оптический многослойный фильтр содержит две подложки и 108 диэлектрических чередующихся слоев с высокими и низкими показателями преломления. В качестве подложек могут быть использованы оптические волокна, стержни, линзы или пластины.
Недостаток этого устройства заключается в большом количестве диэлектрических слоев, общая суммарная толщина которых составляет 162 мкм, что приводит к усложнению в процессе их изготовления и уменьшению срока эксплуатации.
Известен оптический многослойный полосно-пропускающий фильтр (см. пат. РФ №2552127, МПК G02B 5/28, опубл. 10.06.2015 г.), содержащий диэлектрическую подложку с нанесенными на нее тонкопленочными чередующимися диэлектрическими слоями, изготовленными из материалов с высоким и низким показателями преломления. Фазовая толщина слоев, изготовленных из материалов с высоким показателем преломления, больше π/2, а фазовая толщина слоев, изготовленных из материалов с низким показателем преломления, меньше π/2.
Недостатками этого устройства являются сложность в выборе толщины каждого слоя, большое количество используемых диэлектрических слоев (67 слоев) и довольно высокое значение коэффициента пропускания в зоне подавления.
Наиболее близким по техническому решению и выбранному авторами за прототип, является узкополосный оптический интерференционный фильтр (см. пат. РФ №2536078, МПК G02B 5/28, опубл. 20.12.2014 г.). Узкополосный оптический интерференционный фильтр содержит прозрачную подложку с расположенными на ней чередующимися диэлектрическими слоями четвертьволновой оптической толщины, изготовленными из материалов с высоким и низким показателями преломления. Прозрачная подложка выполнена в виде плоскопараллельной пластины толщиной, кратной λ/2, где λ - длина волны рабочего излучения. Многослойные диэлектрические слои нанесены на обе поверхности подложки и их число не менее трех на каждой поверхности. Таким образом, суммарное число используемых интерференционных слоев может сократиться до шести при сужении полуширины пропускания до 0,15 нм.
Недостатки прототипа заключаются в следующем: технологическая сложность реализации такой чрезвычайной тонкой пластины и очень узкая зона подавления пропускания (соседние максимумы пропускания находятся всего на расстоянии 4 нм друг от друга в шкале длин волн).
В предлагаемом изобретении решается задача уменьшения числа используемых интерференционных слоев и расширения зоны подавления пропускания при сохранении остальных характеристик интерференционного фильтра.
Поставленная задача решается за счет достижения технического результата, заключающегося в упрощении устройства.
Данный технический результат достигается тем, что узкополосный фильтр, содержащий прозрачную подложку и нанесенные на нее чередующиеся диэлектрические слои, изготовленные из материалов с низким и высоким показателями преломления, отличается тем, что подложка выполнена в виде треугольной призмы, изготовленной из оптического материала с высоким показателем преломления, основанием которой является прямоугольный треугольник и один из острых углов больше критического угла полного внутреннего отражения на границе раздела призма-слой, на подложку нанесено три интерференционных слоя, причем граничащий с подложкой слой имеет низкий показатель преломления, а третий слой с низким показателем преломления граничит с призмой, подобной призме-подложке.
Сущность изобретения поясняется двумя фигурами, где на фиг. 1 показаны основные компоненты узкополосного фильтра и на фиг. 2 показана полученная спектральная характеристика. Узкополосный фильтр состоит из подложки 1 в виде прозрачной треугольной призмы, изготовленной из материала с высоким показателем преломления nH, слоев 2, изготовленных из материала с низким показателем преломления (nL), слоя 3, изготовленного из материала с высоким показателем преломления (nH), и призмы 4, аналогичной призме-подложке 1. Интерференционные слои 2 и 3 наносятся последовательным напылением на подложку 1, а призма 4 со слоем 3 скрепляется оптическим клеем, который имеет показатель преломления, близкий к показателю преломления призмы 4. Основанием треугольной призмы 1 является прямоугольный треугольник и один из острых углов, например α0 (см. фиг. 1), больше критического угла полного внутреннего отражения на границе раздела призма-слой.
Устройство работает следующим образом: излучение падает по нормали на входную грань подложки 1, попадая на границу раздела призма 1 - слой 2 под углом α0. Поскольку толщина слоев достаточно мала (сравнима с длиной волны падающего излучения), происходит явление нарушенного полного внутреннего отражения, благодаря которому излучение частично проходит через границу призма 1 - слой 2. Две границы раздела призма 1 - слой 2 и слой 2 - призма 4 являются высокоотражательными полупрозрачными зеркалами, а средний слой 3 является резонатором Фабри-Перо, так что эта система пропускает излучение в виде очень узких полос.
Узкополосный фильтр, работающий на приципе интерферометра Фабри-Перо, максимально пропускает излучение на тех длинах волн, для которых происходит интерференция в среднем слое 3, т.е. на следующих длинах волн:
где m=1, 2, 3, … - порядок интерференции; d3 - геометрическая толщина среднего слоя 3; nHd3 - оптическая толщина слоя 3.
Оптическая толщина nLd2 граничащих с призмами слоев 2 находится в пределе от λ до 2λ, так как в этом диапазоне коэффициент отражения границы раздела призма-слой составляет величину от 90 до 100%, где d2 - геометрическая толщина каждого из граничащих с призмами слоев 2.
Для реализации предлагаемого узкополосного фильтра в видимом диапазоне спектра (λ=642 нм) были выбраны следующие материалы: стекло марки К8 (nH=1,52) в качестве материала призм, MgF2 (nL=1,38) в качестве пленкообразующего материала с низким показателем преломления и метилсалицилат C8H8O3 (nH=1,52) в качестве пленкообразующего материала с высоким показателем преломления. Выбранным оптическим клеем является жидкий бальзам ОК-50П, показатель преломления которого составляет значение 1,523. Острый угол призмы 1 составляет 70°. Оптические толщины слоев: nLd2=1,34 мкм, nHd3=1,306 мкм. Основные характеристики данного фильтра приведены в таблице.
Полученная спектральная характеристика (фиг. 2) подтверждает пригодность предлагаемого изобретения.
Claims (1)
- Узкополосный фильтр, содержащий прозрачную подложку и нанесенные на нее чередующиеся диэлектрические слои, изготовленные из материалов с низким и высоким показателями преломления, отличающийся тем, что подложка выполнена в виде треугольной призмы, изготовленной из оптического материала с высоким показателем преломления, основанием которой является прямоугольный треугольник и один из острых углов больше критического угла полного внутреннего отражения на границе раздела призма-слой, на подложку нанесено три интерференционных слоя, причем граничащий с подложкой слой имеет низкий показатель преломления, а третий слой с низким показателем преломления граничит с призмой, подобной призме-подложке.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017114449A RU2650750C1 (ru) | 2017-04-25 | 2017-04-25 | Узкополосный фильтр |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017114449A RU2650750C1 (ru) | 2017-04-25 | 2017-04-25 | Узкополосный фильтр |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2650750C1 true RU2650750C1 (ru) | 2018-04-17 |
Family
ID=61976969
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017114449A RU2650750C1 (ru) | 2017-04-25 | 2017-04-25 | Узкополосный фильтр |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2650750C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU206380U1 (ru) * | 2021-04-19 | 2021-09-08 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Фильтр миллиметрового диапазона на основе резонатора Фабри-Перо для систем бесконтактной диагностики |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1997030495A1 (en) * | 1996-02-13 | 1997-08-21 | Optical Corporation Of America | External cavity semiconductor laser with monolithic prism assembly |
US20130188254A1 (en) * | 2008-09-08 | 2013-07-25 | National Research Council Of Canada | Thin film optical filters with an integral air layer |
RU2536078C1 (ru) * | 2013-08-05 | 2014-12-20 | Геворк Татевосович Микаелян | Узкополосный оптический интерференционный фильтр |
US8977082B2 (en) * | 2010-01-15 | 2015-03-10 | Stream Technologies Inc. | Optical spectral filter, angular filter and polariser |
-
2017
- 2017-04-25 RU RU2017114449A patent/RU2650750C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1997030495A1 (en) * | 1996-02-13 | 1997-08-21 | Optical Corporation Of America | External cavity semiconductor laser with monolithic prism assembly |
US20130188254A1 (en) * | 2008-09-08 | 2013-07-25 | National Research Council Of Canada | Thin film optical filters with an integral air layer |
US8977082B2 (en) * | 2010-01-15 | 2015-03-10 | Stream Technologies Inc. | Optical spectral filter, angular filter and polariser |
RU2536078C1 (ru) * | 2013-08-05 | 2014-12-20 | Геворк Татевосович Микаелян | Узкополосный оптический интерференционный фильтр |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU206380U1 (ru) * | 2021-04-19 | 2021-09-08 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Фильтр миллиметрового диапазона на основе резонатора Фабри-Перо для систем бесконтактной диагностики |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4269481A (en) | Multiple-cavity electro-optic tunable filter | |
US5233464A (en) | Multilayer infrared filter | |
JP4809929B2 (ja) | 可視スペクトル用の埋込み型ワイヤ・グリッド偏光子 | |
US4733926A (en) | Infrared polarizing beamsplitter | |
US10684505B2 (en) | Tunable electro-optic filter | |
RU2010134759A (ru) | Интерферометрический модулятор в режиме пропускания | |
US9244266B2 (en) | Tunable optical filter and method of manufacture thereof | |
CA2736292A1 (en) | Thin film optical filters with an integral air layer | |
US4929063A (en) | Nonlinear tunable optical bandpass filter | |
US3556640A (en) | Interference filter with dielectric tuning layers | |
US5194989A (en) | Dielectric combiner including first and second dielectric materials having indices of refraction greater than 2.0 | |
RU2650750C1 (ru) | Узкополосный фильтр | |
CA2292808C (en) | Thin film polarizing device having metal-dielectric films | |
US6271968B1 (en) | Cut-off filters | |
CN110456519B (zh) | 偏振分束器及其制备方法、偏振分束方法 | |
JPH01198716A (ja) | 低反射光学的焦点板およびこれを作成するための方法 | |
JP4042426B2 (ja) | 光学素子およびそれを用いた分光装置 | |
JPWO2021105978A5 (ru) | ||
CN103984054A (zh) | 全介质f-p窄带消偏振滤光片 | |
RU2536078C1 (ru) | Узкополосный оптический интерференционный фильтр | |
JP2002236206A (ja) | 光学素子およびそれを用いた分光装置 | |
JPS6239801A (ja) | 半透鏡 | |
Jafari et al. | RGB tunable color filters using germanium telluride | |
JPS63220103A (ja) | 赤外線反射電波透過ミラ− | |
Maciel et al. | TiO2/airgap-based polarizing beam splitter: design, simulation, and fabrication based on MEMS technologies |