RU2655047C1 - Интерференционный светофильтр - Google Patents
Интерференционный светофильтр Download PDFInfo
- Publication number
- RU2655047C1 RU2655047C1 RU2016128900A RU2016128900A RU2655047C1 RU 2655047 C1 RU2655047 C1 RU 2655047C1 RU 2016128900 A RU2016128900 A RU 2016128900A RU 2016128900 A RU2016128900 A RU 2016128900A RU 2655047 C1 RU2655047 C1 RU 2655047C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- substrates
- hologram
- mirror coating
- piezoelectric element
- transparent electrodes
- Prior art date
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 31
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 20
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 7
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 claims abstract 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract description 15
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 abstract description 12
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 7
- 238000010183 spectrum analysis Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000004988 Nematic liquid crystal Substances 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000005357 flat glass Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/12—Generating the spectrum; Monochromators
- G01J3/26—Generating the spectrum; Monochromators using multiple reflection, e.g. Fabry-Perot interferometer, variable interference filters
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/28—Investigating the spectrum
- G01J3/45—Interferometric spectrometry
- G01J3/453—Interferometric spectrometry by correlation of the amplitudes
- G01J3/4535—Devices with moving mirror
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
- G02B5/28—Interference filters
- G02B5/284—Interference filters of etalon type comprising a resonant cavity other than a thin solid film, e.g. gas, air, solid plates
Abstract
Изобретение может быть использовано в устройствах, обладающих высокой разрешающей способностью, для спектрального анализа, модуляции и монохроматизации света. Интерференционный светофильтр содержит две подложки с зеркальным покрытием с регулированием положения подложек при помощи основного пьезоэлемента, подключенного к источнику переменного напряжения. Введены дополнительный пьезоэлемент, стеклянные подложки с нанесенными на них прозрачными электродами, голограмма, упор. Между подложками с зеркальным покрытием на дополнительном пьезоэлементе закреплена голограмма, зарегистрированная на низкомолекулярных жидких кристаллах, заключенных в полимерную матрицу, расположенная между стеклянными подложками с нанесенными на них прозрачными электродами и представляющая собой слоистую структуру, параллельную плоскости электродов, одна поверхность которой посредством упора зафиксирована относительно одной из подложек с зеркальным покрытием. Технический результат - обеспечение одновременно узкой спектральной полосы пропускания и широкой свободной спектральной области и увеличение глубины модуляции оптического излучения. 2 ил.
Description
Изобретение относится к оптике, к оптическим устройствам, основанным на использовании интерференционных явлений между зеркалами интерферометра Фабри-Перо (ИФП) и в голограмме, зарегистрированной на низкомолекулярных нематических жидких кристаллах, заключенных в полимерную матрицу, и может быть использовано, например, в устройствах спектрального анализа, оптических модуляторах высокой частоты, приборах, обладающих высокой разрешающей способностью в видимой области спектра для спектрального анализа, модуляции и монохроматизации света.
Известен интерференционный светофильтр (устройство со стоячей световой волной в интерферометре Фабри-Перо, представленное в патенте Никулина Д.М., Чеснокова А.Е., Чеснокова Д.В., Чеснокова В.В. - RU 2399935 МПК G02B 5/28, G01J 3/26), содержащий две пластины с зеркальным покрытием, закрепленные с зазором между собой на держателях механизма перемещения пластин. Между зеркалами имеется компенсационная прослойка с изменяющейся толщиной, обеспечивающей параллельное расположение зеркал интерферометра Фабри-Перо.
Однако указанное устройство имеет ряд недостатков: большая инерционность светофильтра, что приводит к малому быстродействию, ограниченная апертура, малая глубина модуляции проходящего света, невозможность перестройки частоты пропускания.
Кроме того, известен интерференционный светофильтр (сканирующий интерференционный светофильтр в виде двухзеркального интерферометра Фабри-Перо, представленный в патенте Никулина Д.М., Чеснокова Д.В., Чеснокова В.В. - RU 2518366), являющийся прототипом предлагаемого изобретения, содержащий две подложки с зеркальным покрытием, с регулированием положения зеркал основным пьезоэлементом, подключенным к источнику переменного напряжения, поверхности подложек соединены с помощью прозрачного упругого слоя равномерной толщины, модуль Юнга которого меньше, чем подложек, материал подложек - стекло. Материалом прозрачного слоя являются эластичные полимеры - полиамид, полиэтилен, фоторезист, кремний, органический каучук. Сканирование осуществляется при помощи пьезоэлемента, подключенного к источнику переменного напряжения.
Однако указанное устройство не может одновременно обеспечить узкую спектральную полосу пропускания и широкую свободную спектральную область, имеет ограниченную глубину модуляции оптического излучения, проходящего через светофильтр.
Задачей (техническим результатом) предлагаемого изобретения является обеспечение одновременно узкой спектральной полосы пропускания и широкой свободной спектральной области и увеличение глубины модуляции оптического излучения, проходящего через светофильтр.
Поставленная задача достигается тем, что в интерференционный светофильтр, содержащий две подложки с зеркальным покрытием, с регулированием положения подложек при помощи основного пьезоэлемента, подключенного к источнику переменного напряжения, введены дополнительный пьезоэлемент, стеклянные подложки с нанесенными на них прозрачными электродами, голограмма, упор, при этом между указанными подложками с зеркальным покрытием на дополнительном пьезоэлементе закреплена голограмма, зарегистрированная на низкомолекулярных жидких кристаллах, заключенных в полимерную матрицу, голограмма расположена между стеклянными подложками с нанесенными на них прозрачными электродами и представляет собой слоистую структуру, параллельную плоскости электродов, одна поверхность которой посредством упора зафиксирована относительно одной из подложек с зеркальным покрытием.
На фиг. 1 изображена схема предлагаемого интерференционного светофильтра, на фиг. 2 представлена схема регистрации голограммы.
Предлагаемое устройство (фиг. 1) содержит: 1 - подложки, 2 - зеркальное покрытие подложек, 3 - основной пьезоэлемент для регулирования положения стеклянных подложек с зеркальным покрытием, 4 - дополнительный пьезоэлемент для механического воздействия на толщину голограммы, 5 - стеклянные подложки голограммы с нанесенными на них прозрачными электродами, 6 - голограмма со слоистой структурой, записанная во встречных пучках по схеме Ю.Н. Денисюка на низкомолекулярных нематических жидких кристаллах, заключенных в полимерную матрицу, 7 - упор, фиксирующий одну плоскость голограммы относительно одной из подложек с зеркальным покрытием для обеспечения механического сжатия или растяжения толщины голограммы.
Предлагаемое устройство работает следующим образом. Излучение, попадающее в светофильтр, проходит прозрачные подложки интерферометра Фабри-Перо 1, полупрозрачные зеркальные покрытия 2, стеклянные подложки голограммы, закрепленной на дополнительном пьезоэлементе 4, с нанесенными на них прозрачными, электродами 5, саму голограмму 6 и подвергается воздействию интерференционного светофильтра. Основной пьезоэлемент 3 управляет зазором основного интерферометра Фабри-Перо, устанавливая свободную спектральную область. Слоистая структура голограммы аналогична слоистой структуре диэлектрических покрытий поверхности лазерных зеркал, чем обеспечивается фильтрация спектра падающего излучения и достигается узкая полоса пропускания излучения, обеспечивающая высокую разрешающую способность. Модуляция излучения осуществляется посредством механического сжатия или растяжения толщины голограммы дополнительным пьезоэлементом 4. Одна поверхность голограммы посредством упора 7 зафиксирована относительно стеклянной подложки ИФП с зеркальным покрытием для обеспечения механического сжатия или растяжения толщины голограммы. Пьезоэлемент 3 подключен к источнику переменного напряжения, дополнительный пьезоэлемент 4 подключен и управляется ЭВМ. Апертура интерференционного светофильтра определяется диаметром элементов 1 и 5. Частота модуляции излучения определяется частотой колебания пьезоэлементов.
Техническим результатом является узкая спектральная полоса пропускания за счет фильтрации спектра падающего излучения голограммой с одновременным обеспечением широкой свободной спектральной области и высокая глубина модуляции оптического излучения, проходящего через светофильтр, за счет изменения расстояния между интерференционными слоями голограммы при механическом сжатии или растяжении толщины голограммы дополнительным пьезоэлементом, в результате чего можно получить либо 100% пропускание излучения, либо 100% его отражение.
На фиг. 2 представлена схема регистрации голограммы - основного элемента интерференционного светофильтра с перестраиваемой полосой пропускания. Это голограмма со слоистой структурой, записанной во встречных пучках по схеме Ю.Н. Денисюка на низкомолекулярных нематических жидких кристаллах, заключенных в полимерную матрицу. При голографической записи по схеме Ю.Н. Денисюка излучение лазера для записи голограммы 8 проходит через стеклянные подложки голограммы с нанесенными на них прозрачными электродами 5, область голограммы, в которой находится предполимерная композиция 9, отражается зеркальным покрытием 10, нанесенным на плоскую стеклянную пластину 11 в виде излучения 12. В области 9 образуется стационарное интерференционное поле, как в липмановской фотографии, которое проявляется в виде пространственно-периодической структуры, формируемой в результате процесса пространственно-неоднородной фотополимеризации предполимерной композиции. Плоскости пространственной структуры параллельны плоскости зеркального покрытия 10, когда излучение 8 падает на область голограммы 9 по нормали и нормаль к зеркальному покрытию 10 ориентирована вдоль параллельного пучка лазерного излучения 8.
Таким образом, подтверждается возможность решения поставленной задачи: создание интерференционного светофильтра с перестраиваемой полосой пропускания, обладающего узкой спектральной полосой пропускания с одновременным обеспечением широкой свободной спектральной области, обеспечение высокой глубины модуляции оптического излучения, проходящего через светофильтр.
Claims (1)
- Интерференционный светофильтр, содержащий две подложки с зеркальным покрытием, с регулированием положения подложек при помощи основного пьезоэлемента, подключенного к источнику переменного напряжения, отличающийся тем, что в него введены дополнительный пьезоэлемент, стеклянные подложки с нанесенными на них прозрачными электродами, голограмма, упор, при этом между указанными подложками с зеркальным покрытием на дополнительном пьезоэлементе закреплена голограмма, зарегистрированная на низкомолекулярных жидких кристаллах, заключенных в полимерную матрицу, голограмма расположена между стеклянными подложками с нанесенными на них прозрачными электродами и представляет собой слоистую структуру, параллельную плоскости электродов, одна поверхность которой посредством упора зафиксирована относительно одной из подложек с зеркальным покрытием.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016128900A RU2655047C1 (ru) | 2016-07-14 | 2016-07-14 | Интерференционный светофильтр |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016128900A RU2655047C1 (ru) | 2016-07-14 | 2016-07-14 | Интерференционный светофильтр |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2655047C1 true RU2655047C1 (ru) | 2018-05-23 |
Family
ID=62202603
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016128900A RU2655047C1 (ru) | 2016-07-14 | 2016-07-14 | Интерференционный светофильтр |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2655047C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2054639C1 (ru) * | 1992-12-24 | 1996-02-20 | Кожеватов Илья Емельянович | Оптический фильтр фабри - перо |
RU2399935C2 (ru) * | 2008-04-03 | 2010-09-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирская государственная геодезическая академия" (ГОУ ВПО "СГГА") | Интерференционный светофильтр с перестраиваемой полосой пропускания |
RU2518366C1 (ru) * | 2013-01-22 | 2014-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирская государственная геодезическая академия" (ФГБОУ ВПО "СГГА") | Сканирующее интерференционное устройство в виде двухзеркального интерферометра фабри-перо |
US20140313342A1 (en) * | 2011-11-04 | 2014-10-23 | The Research Foundation For The State University Of New York | Photonic Bandgap Structures for Multispectral Imaging Devices |
US9581499B2 (en) * | 2009-04-02 | 2017-02-28 | Teknologian Tutkimeskeskus Vtt | System and method for optical measurement of a target |
-
2016
- 2016-07-14 RU RU2016128900A patent/RU2655047C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2054639C1 (ru) * | 1992-12-24 | 1996-02-20 | Кожеватов Илья Емельянович | Оптический фильтр фабри - перо |
RU2399935C2 (ru) * | 2008-04-03 | 2010-09-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирская государственная геодезическая академия" (ГОУ ВПО "СГГА") | Интерференционный светофильтр с перестраиваемой полосой пропускания |
US9581499B2 (en) * | 2009-04-02 | 2017-02-28 | Teknologian Tutkimeskeskus Vtt | System and method for optical measurement of a target |
US20140313342A1 (en) * | 2011-11-04 | 2014-10-23 | The Research Foundation For The State University Of New York | Photonic Bandgap Structures for Multispectral Imaging Devices |
RU2518366C1 (ru) * | 2013-01-22 | 2014-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирская государственная геодезическая академия" (ФГБОУ ВПО "СГГА") | Сканирующее интерференционное устройство в виде двухзеркального интерферометра фабри-перо |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10856057B2 (en) | Optical device and methods | |
FI111357B (fi) | Sähköisesti ohjattava, paksuudeltaan muunneltava levy ja menetelmä sen muodostamiseksi | |
US9625878B2 (en) | Dynamic time multiplexing fabrication of holographic polymer dispersed liquid crystals for increased wavelength sensitivity | |
JP4920996B2 (ja) | 光制御素子、表示装置及び応力測定装置 | |
TWI566489B (zh) | Wavelength conversion type spatial light modulation device | |
Dayton et al. | Characterization and control of a multielement dual-frequency liquid-crystal device for high-speed adaptive optical wave-front correction | |
US20150043054A1 (en) | Adaptive optics for combined pulse front end phase front control | |
US20230305208A1 (en) | Thin film optics | |
Samsonas et al. | 3D nanopolymerization and damage threshold dependence on laser wavelength and pulse duration | |
RU2411620C1 (ru) | Модулятор лазерного излучения | |
RU2655047C1 (ru) | Интерференционный светофильтр | |
EP2494401A1 (en) | Optically controlled deformable reflective/refractive assembly with photoconductive substrate | |
WO2014070219A1 (en) | A fabry-perot interference electro-optic modulating device | |
RU2399935C2 (ru) | Интерференционный светофильтр с перестраиваемой полосой пропускания | |
RU2701186C1 (ru) | Селективное зеркало | |
WO2019171874A1 (ja) | 空間光変調器、光変調装置、及び空間光変調器の駆動方法 | |
US10337928B2 (en) | Autocorrelation measurement device | |
Horie et al. | Active dielectric antenna for phase only spatial light modulation | |
Griffith et al. | Patterned multipixel membrane mirror MEMS optically addressed spatial light modulator with megahertz response | |
JP2016085396A (ja) | 短光パルス発生装置、テラヘルツ波発生装置、カメラ、イメージング装置、および計測装置 | |
Haji-saeed et al. | Optically addressed spring-patterned membrane mirror MEMS with megahertz response | |
CN112666719A (zh) | 基于非周期光谱相位跃变的色散管理方法及色散管理装置 | |
CN104849860A (zh) | 一种去除激光光场相干性的系统 | |
JP2013140192A (ja) | 光周波数コム発生装置 | |
Cai et al. | Liquid crystal adaptive optics system for unpolarized light |