SU754221A1

SU754221A1 - Интерференционный фильтр с селективной амплитудной модуляцией1

Info

Publication number: SU754221A1
Application number: SU782648768A
Authority: SU
Inventors: Nikolaj A Kirichenko; Yurij G Kozlov; Aleksandr Lopatin; Vadim Rakhovskij; Valerij M Shustryakov; Aleksej M Shukhtin
Original assignee: Nikolaj A Kirichenko; Yurij G Kozlov; Aleksandr Lopatin; Vadim Rakhovskij; Valerij M Shustryakov; Aleksej M Shukhtin
Priority date: 1978-07-24
Filing date: 1978-07-24
Publication date: 1980-08-07

Description

Изобретение относится к оптикоинтерференционным спектральным устройствам и может быть использовано в спектроскопических исследованиях для выделения узкой спектральной области с шириной полосы пропускания до сотых долей ангстрема.

Известны интерференционные фильтры с полушириной полос в несколько ангстрем при пропускании в максимуме в десятки процентов [ΐ] .

Однако, кроме довольно широкой полосы пропускания, положение.максимума которой зависит от угла падения света, интерференционные фильтры обла- 1 дают далеко простирающимися крыльями, которые создают довольно сильный фон и значительно меняют свои спектральные параметры со временем.

Известны также интерференционные * фильтры, которыми.являются спектрометры с интерференционной селективной амплитудной модуляцией (С.ЙСАМ) , отстроенные на определенную длину _ волны.

Наиболее близким к изобретению является СИСАМ, содержащий входную апертуру, входной коллиматор, направляющий пучок света на диспергирующий элемент, дающий два параллель- ’

2

ных дифрагированных пучка света одинаковой интенсивности, два зеркала, установленные автоколлимационно к дифрагированным пучкам света, механизм модуляции, перемещающий диспергирующий элемент в направлении, перпендикулярном его штрихам, светоделительный элемент, выходной коллиматор и выходную апертуру [2] ,

Однако, крайняя зависимость точности измерений от вибрации не позволяет использовать указанный СИСАМ в бортовых и других нелабораторных условиях эксплуатации.

Цель изобретения - повышение виброустойчивости, расширение эксплуатационных возможностей, а также упрощение конструкции интерференционных фильтров с селективной амплитудной модуляцией.

Поставленная цель достигается тем, что в интерференционном фильтре с селективной амплитудной модуляцией,содержащем входную апертуру,входной коллиматор, направляющий пучок света на диспергирующий элемент,дающий два параллельных дифракционных пучка света одинаковой интенсивности, два .зеркала, установленные автоколлимационно к дифракционным пучкам света, меха3

754221

4

низм модуляции, перемещающий диспер|Гирующий элемент в направлении, перпендикулярном его штрихам, светодели• тельный элемент, выходной коллиматор и выходную апертуру, автоколлимационные зеркала выполнены в виде единого оптического блока, изготовленного из прозрачного для света исследуемой длины волны материала, и имеющего прозрачную плоскую грань,·расположенную на оптическом контакте с диспергирующим элементом, две другие зеркальные плоские грани, расположенные под углом φ = агсзтп ~ к первой грани, и выходную плоскую прозрачную грань,

где φ - угол дифракции правого и левого порядков;

к - порядок дифракции; я - длина волны излучения; η - показатель преломления материала единого оптического блока;

о - постоянная решетки.

Светоделительный элемент можно выполнить в виде призмы, установленной одной гранью в оптическом контакте с единым оптическим блоком.

В качестве диспергирующего й светоделительного элемента можно использовать плоскую, полупрозрачную Дифракционную решетку, а входной и выходной коллиматоры установить вдоль одной оптической оси по разные стороны от дифракционнгй решетки и единого оптического блока.

Коллиматоры можно выполнить в виде плосковыпуклых линз, помещенных на оптическом контакте с дифракционной решеткой и единым оптическим блоком,

С целью упрощения конструкции, в качестве входного и выходного коллиматоров и диспергирующего элемента можно использовать вогнутую дифракционную решетку.

На фиг. 1-4 изображены схемы интерференционного фильтра с селективной и амплитудной модуляцией.

Интерференционный фильтр с селективной амплитудной модуляцией (см. фиг. 1) содержит входную апертуру 1, входной коллиматор 2, плоскую полупрозрачную дифракционную решетку 3, которая является диспергирующим и светоделительным элементом, единый оптический блок 4, изготовленный из прозрачного для света исследуемой длины волны материала, и имеющий прозрачную плоскую грань, расположенную на оптическом контакте с дифракционной решеткой 3, две зеркальные плоские грани, расположенные под углом φ = агсзтп к первой грани, и выходную плоскую прозрачную грань, выходной коллиматор 5, выходную апертуру 6 и механизм 7 модуляции.

Фильтр, изображен на фиг. 2, со- , держит входной и выходной коллиматоры 5, выполненные в виде плосковыпу· клых линз ,помещенных на оптическом контакте с дифракционной решеткой 3 и единым оптическим блоком 4.

Фильтр, содержащий светоделительный элемент 8, выполненный в виде призмы, одна грань которого находится в оптическом контакте с выходной гранью единого оптического блока 4, изображен на фиг. 3.

Интерференционный фильтр с селективной амплитудной модуляцией содержит в качестве выходного и входного коллиматоров и диспергирующего элемента вогнутую дифракционную решетку 9 (см. фиг. 4).

Интерференционный фильтр с селективной амплитудной модуляцией работает следующим образом.

Пучок света, пройдя сквозь входную апертуру 1 и входной коллиматор 2, падает на диспергирующий элемент и дифрагирует на два параллельных пучка света одинаковой интенсивности. Эти два пучка света, отразившись от двух зеркал единого оптического блока 4, расположенных автоколлимационно к дифрагированным пучкам света только определенной длины волны я, вновь направляются на диспергирующий элемент, где они повторно дифрагируют и интерферируют с углом интерференции й = 0, для которого глубина, амплитудной модуляции, осуществленная с помощью механизма 7 модуляции, максимальна. Проинтерферировавшие пучки света падают на выходной коллиматор 5, которым фокусируются на выходную апертуру 6, предварительно отразившись от светоделительного элемента 8. Таким образом, из всей совокупности длин волн интерференционный фильтр с селективной амплитудной моду ляцией пропускает свет только определенной длины волны.

Использование единого оптического блока выгодно отличает интерференцион ный фильтр с селективной амплитудной модуляцией от известного, так как точность измерений при работе с ним не зависит от вибрации и механических возмущений.

Отсутствие необходимости настройки и небольшие габариты единого оптического блока позволяет использовать данный интерференционный фильтр в бор товых и прочих нелабораторных условиях, например в геологии для поиска полезных ископаемых путем выделения резонансных линий атомно-эмиссионного спектра интересующих, элементов.

Claims

Формула изобретения

1. Интерференционный фильтр с селективной амплитудной модуляцией, со

держащий входную апертуру, входной

5

754221

6

коллиматор, направляющий пучок света на диспергирующий элемент,.дающий два параллельных дифракционных пучка света одинаковой интенсивности, два зеркала, установленные автоколлимационно к дифрагированным пучкам света, механизм модуляции, перемещающий диспергирующий элемент в направлении, перпендикулярном его штрихам, светоделительный элемент, выходной коллиматор и выходную апертуру, отличающийся тем, что, с целью повышения виброустойчивости и расширения эксплуатационных возможностей, автоколлимационные зеркала выполнены в виде единого блока, изготовленного из прозрачного для света исследуемой длины волны материала, и имеющего прозрачную плоскую грань, расположенную на оптическом контакте с диспергирующим элементом, две другие зеркальные плоские грани, расположенные под углом φ = агсзт^ к первой грани, и выходную плоскую прозрачную грань,

где φ - угол дифракции правого и левого порядков;

к - порядок дифракций;

3 - длина волны излучения; η - показатель преломления материала единого оптического блока;

10

15

20

25

30

Ь - постоянная решетки.
2. Фильтр по π. 1, отличающий с я тем,что в качестве диспергирующего и сзетоделительного элемента использована плоская полупрозрачная дифракционная решетка, а вход ной и выходной коллиматоры установле ны вдоль одной оптической' оси по раз ные стороны от дифракционной решетки и единого оптического блока.
3. Фильтр по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что входной

и выходной коллиматоры выполнены в виде плоско-выпуклых линз, помещенных на оптическом контакте с плоской дифракционной решеткой и единым опти ческим блоком.
4. Фильтр поп. 1, отличающийся тем, что в качестве свето делительного элемента использована призма, установленная одной гранью

в оптическом контакте с единым оптическим блоком.
5. Фильтр пс пп. 1и4, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, в качестве входного и выходного коллиматора и диспергирующего элемента использована вогнутая дифракционная решетка.