SU800941A1 - Spatial filter - Google Patents

Spatial filter Download PDF

Info

Publication number
SU800941A1
SU800941A1 SU792735782A SU2735782A SU800941A1 SU 800941 A1 SU800941 A1 SU 800941A1 SU 792735782 A SU792735782 A SU 792735782A SU 2735782 A SU2735782 A SU 2735782A SU 800941 A1 SU800941 A1 SU 800941A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
radiation
diaphragm
spatial
spatial filter
filter
Prior art date
Application number
SU792735782A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Александрович Рубинов
Юрий Тарасович Мазуренко
Original Assignee
Предприятие П/Я Р-6681
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 Предприятие П/Я Р-6681 filed Critical Предприятие П/Я Р-6681
Priority to SU792735782A priority Critical patent/SU800941A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU800941A1 publication Critical patent/SU800941A1/en

Links

Landscapes

  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)

Description

Изобретение относится к лазерной технике и может быть использовано в оптической технике для пространственной фильтрации излучения. , {♦звестны пространственные фильтры э для улучшения однородности распределения интенсивности по поперечному сечению оптического луча, состоящие из объективов или линз, в фокальной плоскости которых установлены Диаф- υ рагмы [1 ] и [2 ].The invention relates to laser technology and can be used in optical technology for spatial filtering of radiation. , {♦ zvestna e spatial filters to improve uniformity of the optical beam intensity distribution over the cross section, consisting of a lens or lenses, in the focal planes of which are set Diaf- υ Ragmi [1] and [2].

Однако диафрагма в таком фильтре поглощает и рассеивает часть энергии излучения с расходимостью, больше заданной. При использовании подобных 15 устройств с мощными импульсными лазерами повреждается диафрагма, формируется оптический пробой воздуха и плазма,· поглощающая излучение в точке фокуса. 20However, the diaphragm in such a filter absorbs and scatters part of the radiation energy with a divergence greater than a given value. When using these 15 devices with high-power pulsed lasers, the diaphragm is damaged, an optical breakdown of air and plasma is formed, which absorbs radiation at the focal point. 20

Известен пространственный фильтр, наиболее близок к предлагаемому, состоящий из двух линз, в совмещенном фокусе которых помещена диафрагма, пропускающая излучение с расходимостью^ меньше заданной [3].A spatial filter is known that is closest to the proposed one, consisting of two lenses, in the combined focus of which is placed a diaphragm that transmits radiation with a divergence ^ less than a given [3].

Основной недостаток такого устройства состоит в том, что излучение фокусируется на диафрагму с малой ве· личиной отверстия. При использовании 50 подобного устройства с мощными импульсными лазерами возможно повреждение диафрагмы и пробой воздуха в фокусе объектива у диафрагмы. Для предотвращения повреждения увеличивают размер отверстия диафрагмы, что ведет к снижению эффективности пространственного фильтра. Для предотвращения пробоя воздуха пространственный фильтр или диафрагму помещают в герметичную вакуумную камеру, что ведет к. усложнению конструкции и метода юстировки устройства.The main disadvantage of such a device is that the radiation focuses on the diaphragm with a small hole size. Using 50 such a device with powerful pulsed lasers may damage the diaphragm and breakdown of air in the focus of the lens near the diaphragm. To prevent damage, increase the size of the opening of the diaphragm, which leads to a decrease in the efficiency of the spatial filter. To prevent air breakdown, a spatial filter or diaphragm is placed in a sealed vacuum chamber, which leads to a complication of the design and method of adjusting the device.

Цель изобретения - увеличение энергопропускания излучения и срока службы при повышении мощности импульсов лазера.The purpose of the invention is to increase the energy transmission of radiation and the service life while increasing the power of the laser pulses.

Указанная цель достигается тем, что пространственный фильтр снабжен интерферометром Фабри-Перо, установленным перед входным объективом.This goal is achieved by the fact that the spatial filter is equipped with a Fabry-Perot interferometer mounted in front of the input lens.

На фиг.1 приведена оптическая схема пространственного фильтра; на фиг.2 - характеристики пропускания.Figure 1 shows the optical scheme of the spatial filter; figure 2 - transmission characteristics.

Пространственный фильтр содержит интерферометр 1 Фабри-Перо, входной объектив 2, диафрагму 3 и выходной объектив 4.The spatial filter contains a Fabry-Perot interferometer 1, an input lens 2, an aperture 3, and an output lens 4.

Интерферометр 1 Фабри-Перо осуществляет предварительную пространственную фильтрацию падающего излучения с шириной спектрад1>: на входной объектив 2 попадает часть излучения, характеризуемого полосовым спектром 5 пространственных частот (к - порядок интерференции, фиг.2), а остальная часть энергии падающего излучения отражается.The Fabry-Perot interferometer 1 performs preliminary spatial filtering of the incident radiation with a spectral width of 1>: a part of the radiation characterized by a band spectrum of 5 spatial frequencies falls on the input lens 2 (k is the interference order, Fig. 2), and the rest of the incident radiation energy is reflected.

Ширина полосы спектра 5 определяет-.The bandwidth of spectrum 5 determines -.

ся заданной расходимостью выходного излучения Ч1 и должна превышать величину боответствуюадую спектру падающего излучения Δ1).with a given divergence of the output radiation 1 1 and must exceed the value corresponding to the spectrum of the incident radiation Δ1).

Выходной объектив 2 с фокусным расстоянием F формирует на диафрагме 3, помещенной в фокальной плоскости, изображение в виде системы концентри— ческих чередующихся светлых и темных колец и центральным светлым пятном.The output lens 2 with a focal length F forms on the aperture 3 placed in the focal plane an image in the form of a system of concentric alternating light and dark rings and a central bright spot.

диафрагма.3 пропускает часть 6 излучения, соответствующего центральному светлому пятну, которая имеет 20 расходимость Ψ меньше заданной.the diaphragm. 3 transmits part 6 of the radiation corresponding to the central bright spot, which has a 20 divergence Ψ less than a given.

Выходной объектив 4 формирует выходной луч.The output lens 4 forms an output beam.

Так как в пространственном фильтре излучение, падающее на диафрагму -с 3, предварительно ослабляется и интенсивность излучения в плоскости диафрагмы распределена по системе светлых колец, то тот же уровень пространственной фильтрации по сравнению с известным фильтром достигает- 30 ся при увеличении диаметра D диафраг мы до размера второго светлого кольцаSince the radiation incident on the aperture -c 3 in the spatial filter is preliminarily attenuated and the radiation intensity in the plane of the diaphragm is distributed over the system of light rings, the same level of spatial filtration is achieved in comparison with the known filter 30 when the diameter of the diaphragm D increases to the size of the second light ring

D-F cf, ' где - постоянная интерферометра Фабри-Перо, выраженная в угловой мере. При этом средняя плотность мощности излучения на диафрагме уменьшается в /arcs-ih—Ра.3 DF cf, 'where is the constant of the Fabry-Perot interferometer, expressed in angular measure. In this case, the average radiation power density at the diaphragm decreases in / arcs-ih — Pa. 3

R - коэффициент отражения зеркал интерферометра, что дает возможность увеличить энергию падающего излучения и приводит к увеличению срока службы диафрагмы и устройства.R is the reflection coefficient of the mirrors of the interferometer, which makes it possible to increase the energy of the incident radiation and leads to an increase in the service life of the diaphragm and the device.

При коэффициенте отражения зеркал интерферометра R=0,95 предлагаемый пространственный фильтр имеет энергопропускание в 15000 раз больше, чем известный фильтр.With a reflection coefficient of the interferometer mirrors R = 0.95, the proposed spatial filter has an energy transmission of 15,000 times greater than the known filter.

Claims (3)

Изобретение относитс  к лазерной технике и может быть использовано в оптической технике дл  пространствен ной фильтрации излучени . JteaecTHbi пространственные фильтры дл  улучшени  однородности распределени  интенсивности по по-перечному сечению оптического луча, состо щие из объективов или линз, в фокальной плоскости которых установлены Диафрагмы l и f2 . Однако диафрагма в таком фильтре поглощает и рассеивает часть энергии излучени  с расходимостью, больше заданной. При использовании подобных устройств с мощными импульсными лазерами повреждаетс  диафрагма, формируетс  оптический пробой воздуха и плазма, поглощакмда  излучение в точке фокуса. Известен пространственный фильтр, наиболее близок к предлагаемому, сос то щий из двух линз, в совмещенном фокусе которых помещена диафрагма, пропускающа  излучение с расходимост меньше заданной 3. Основной недостаток такого устройства состоит в том, что излучение фокусируетс  на диафрагму с малой ве личиной отверсти . При использовании подобного устрЪйства с мощными импульснЕлми лазерами возможно повреждение диафрагмы и пробой воздуха в фокусе объектива у диафрагмы. Дл  предотвращени  повреждени  увеличивают размер отверсти  диафрагмы, что ведет к снижению эффективности пространствениого фильтра. Дл  предотвращени  пробо  воздуха пространственный фильтр или диафрагму помещают в герметичную вакуумную камеру, что ведет к. усложнению конструкции и метода юстировки устройства. Цель изобретени  - увеличение энергопропускани  излучени  и срока службы при повышении мощности импульсов лазера. Указанна  цель достигаетс  тем, что пространственный фильтр снабжен интерферометром Фабри-Перо, установленным перед входным объективом. На фиг.1 приведена оптическа  схема пространственного фильтра; на фиг.2 - характеристики пропускани . Пространственный фильтр содержит интерферометр 1 Фабри-Перо, входной объектив 2, диафрагму 3 и выходной объектив 4. Интерферометр 1 Фабри-Перо осуществл ет предварительную пространственную фильтрацию падающего излучени  с шириной спектраД): на входной объектив 2 попсщает часть излучени , характеризуемого полосовым спектром 5 пространственных частот (к - пор док интерференции, фиг.2), а остальна  часть энергии падающего излучени  отражаетс . Ширина полосы спектра 5 определ е с  заданной расходимостью выходного излучени  Чи должна превышать величи дЧ, боответствувдщую спектру падающег излучени  А1. Выходной объектив 2 с фокусным ра сто нием F формирует на диафрагме 3, помещенной в фокальной плоскости, изображение а виде системы концентри ческих чередующихс  светлых и темных колец и центральным светлым п тном. Диафрагма,3 пропускает часть 6 излучени , соответствующего централь ному светлому п тну, котора  имеет расходимость V меньше заданной. Выходной объектив 4 формирует выходной луч. Так как в пространственном фильтре излучение, падающее на диафрагму 3, предварительно ослабл етс  и интенсивность излучени  в плоскости диафрагмы распределена по системе светлых колец, то тот же уровень пространственной фильтрации по сравнению с известным фильтром достигает с  при увеличении диаметра D диафраг мы до размера второго светлого кольца D-F-rf, где сГ -Посто нна  интерферометра Фабри-Пзро, выраженна  в угловой мере. При этом средн   плотность ощности излучени  на диафрагме уменьшаетс  в ( cf/ffKlC/orcsiK-i f раз 1Г-5;14 R - коэффициент отражени  зеркал интерферометра, что дает возможность увеличить энергию падающего излучени  и приводит к увеличению срока службы диафрагмы и устройства. При коэффициенте отражени  зеркал интерферометра R--0,95 предлагаемый пространственный фильтр имеет энергопропускание в 15000 раз больше, чем известный фильтр. Формула изобретени  Пространственный фильтр, содержащий входной и выходной объективы и диафрагму, :о,т л и .ч а ,io щ и, и с   тем, что, с целью увеличени  энергопропускани  излучени  и срока службы при повышении мощности импульсов лазера , он снабжен интерферометром Фабри-Перо , установленным перед входным объективом. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Гудной Д. Введение в Фурье-оптику . М., Мир, 1970, с.189-259. The invention relates to laser technology and can be used in optical technology for spatial filtering of radiation. JteaecTHbi spatial filters to improve the uniformity of the intensity distribution over the transverse cross section of the optical beam, consisting of lenses or lenses, in the focal plane of which Diaphragms l and f2 are installed. However, the diaphragm in such a filter absorbs and scatters a portion of the radiation energy with a divergence greater than the specified one. When using such devices with high-power pulsed lasers, the diaphragm is damaged, optical breakdown of air and plasma are formed, absorbing radiation at the focal point. A spatial filter is known that is closest to the proposed one, consisting of two lenses, in the combined focus of which is placed a diaphragm that transmits radiation with a divergence less than the specified 3. The main drawback of such a device is that the radiation is focused on the aperture with a small opening. When using such a device with powerful pulsed lasers, damage to the diaphragm and breakdown of air in the focus of the lens at the diaphragm are possible. To prevent damage, increase the size of the orifice of the diaphragm, which leads to a decrease in the efficiency of the space filter. To prevent air breakdown, a spatial filter or diaphragm is placed in a sealed vacuum chamber, which leads to a complication of the design and method of alignment of the device. The purpose of the invention is to increase the energy transmission of radiation and the service life with increasing laser pulse power. This goal is achieved by the fact that the spatial filter is equipped with a Fabry-Perot interferometer mounted in front of the input lens. Figure 1 shows the optical scheme of the spatial filter; 2 shows transmission characteristics. The spatial filter contains the Fabry-Perot interferometer 1, the input lens 2, the diaphragm 3 and the output lens 4. The Fabry-Perot interferometer 1 performs a preliminary spatial filtering of the incident radiation with a spectral width D): at the input lens 2, a portion of the radiation is characterized by a band spectrum 5 spatial frequencies (k is the order of interference, fig.2), and the rest of the incident energy is reflected. The width of the spectrum band 5, defined with a given divergence of the output radiation of Chi, must exceed the value of HF, which corresponds to the spectrum of the incident radiation A1. An output lens 2 with a focal length F forms on the diaphragm 3 placed in the focal plane an image in the form of a system of concentric alternating light and dark rings and a central bright spot. The diaphragm, 3, passes a part of the radiation 6 corresponding to the central bright spot, which has a divergence V less than the specified one. The output lens 4 forms the output beam. Since in the spatial filter the radiation incident on the diaphragm 3 is pre-attenuated and the radiation intensity in the aperture plane is distributed over the bright ring system, the same spatial filtering level as compared with the known filter reaches with the size of the second bright diaphragm. DF-rf rings, where сГ is the constant of the Fabry-Pzro interferometer, expressed in angular measure. At the same time, the average density of radiation on the diaphragm decreases in (cf / ffKlC / orcsiK-i f times 1Г-5; 14 R is the reflection coefficient of the interferometer mirrors, which makes it possible to increase the energy of the incident radiation and increases the service life of the diaphragm and device. The reflection coefficient of the interferometer mirrors R is 0.95. The proposed spatial filter has an energy transmission 15000 times greater than the known filter. Invention The spatial filter containing input and output lenses and aperture: o, tl and. , and with t It is noted that, in order to increase the radiation transmission energy and service life while increasing the laser pulse power, it is equipped with a Fabry-Perot interferometer installed in front of the input lens Sources of information taken into account during the examination 1. Good D. Introduction to Fourier optics. M., Mir, 1970, pp. 189-259. 2. Патент США № 3451755, кл.350-3,5, 1968. 2. US patent No. 3451755, CL 350-3.5, 1968. 3. Патент США № 2704053,кл.350-17, 1972 (прототип).3. US patent No. 2704053, cl. 350-17, 1972 (prototype). ffлffl
SU792735782A 1979-03-05 1979-03-05 Spatial filter SU800941A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792735782A SU800941A1 (en) 1979-03-05 1979-03-05 Spatial filter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792735782A SU800941A1 (en) 1979-03-05 1979-03-05 Spatial filter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU800941A1 true SU800941A1 (en) 1981-01-30

Family

ID=20814834

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU792735782A SU800941A1 (en) 1979-03-05 1979-03-05 Spatial filter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU800941A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5319434A (en) Laser rangefinder apparatus with fiber optic interface
JP6254673B2 (en) Laser with high quality and stable output beam and long-lived, high conversion efficiency nonlinear crystal
US5940557A (en) Optical fibre microlens and optical radiation source employing the same
EP0795855A3 (en) Optical pickup apparatus
Kim et al. Optimization of high-order harmonic brightness in the space and time domains
US20210234409A1 (en) Wireless optical charging system and charging method thereof
US3712985A (en) Optical spatial filter for modification of received energy vs range
RU2001121681A (en) DEVICE FOR ELEMENT ANALYSIS BY SPECTROMETRY OF OPTICAL EMISSION ON A PLASMA OBTAINED WITH THE USE OF A LASER
US5751472A (en) Multi-pass optical parametric generator
US3247467A (en) Diffraction limited optical maser
SU800941A1 (en) Spatial filter
US20220404543A1 (en) Devices, systems, and methods for temporal compression or stretching of optical pulses
EP0184559B1 (en) Laser utilising a negative branch unstable cavity resonator
US5739947A (en) Nonlinear optical power limiter using self-trapping of light
CN209992398U (en) Raman spectrum testing device
SE432486B (en) RECEIVING DEVICE FOR VARIOUS DISTANCE ZONES COMING DIFFUST REFLECTED SIGNALS
US6959023B1 (en) Laser with reflective etalon tuning element
US4168473A (en) Internal arrester beam clipper
SU1718313A1 (en) Method of control over spectrum of generation of laser and laser with controlled spectrum of generation
RU2177196C1 (en) Unstable resonator
KR20040006726A (en) Receiving device of laser diode wireless optical communications system
Otto et al. Flexible manufacturing method for long-period fibre gratings with arbitrary index modulation profiles
CN113899450B (en) Medium wave infrared spectrometer capable of eliminating heat difference
RU2019018C1 (en) Method of generation of laser radiation
CN108287455B (en) Light conversion structure in exposure device, exposure device and exposure method