SU1674038A1

SU1674038A1 - Band-pass reflecting polaroid filter

Info

Publication number: SU1674038A1
Application number: SU864159119A
Authority: SU
Inventors: Александр Алексеевич Елисеев; Ольга Викторовна Раводина
Priority date: 1986-12-12
Filing date: 1986-12-12
Publication date: 1991-08-30

Abstract

Изобретение относитс к оптическому приборостроению, в частности к интерференционным оптическим светофильтрам. Светофильтр представл ет собой треугольную равнобедренную призму 1 с нанесенным на ее равных гран х интерференционным отражающим покрытием 2. Отражающее интерференционное покрытие 2 представл ет собой систему чередующихс прозрачных и полупрозрачных слоев, удовлетвор ющих соотношению 2NDCOS(β/2) = λ, где N - показатель преломлени прозрачных слоевThis invention relates to optical instrumentation, in particular to interference optical optical filters. The optical filter is a triangular isosceles prism 1 with an interference reflective coating 2 applied on its equal faces. The reflective interference coating 2 is a system of alternating transparent and translucent layers satisfying the 2NDCOS (β / 2) = λ ratio, where N is an indicator refraction of transparent layers

D - их толщинаD - their thickness

λ - длина волны фильтруемого светаλ is the wavelength of the filtered light

β - угол между равными гран ми призмы. Наличие двух отражающих поверхностей приводит к эквивалентности условий отражени на обеих поверхност х, что позвол ет повысить точность селекции фильтруемого света 4 не только по длине волны, но и по углу падени . Устройство таким образом может работать в неколлимированном свете. 1 ил.β is the angle between equal faces of the prism. The presence of two reflecting surfaces leads to the equivalence of the reflection conditions on both surfaces, which makes it possible to increase the accuracy of selection of the filtered light 4 not only by the wavelength, but also by the angle of incidence. The device can thus work in uncollimated light. 1 il.

Description

Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частности к интерференционным оптическим фильтрам.The invention relates to optical instrumentation, in particular to interference optical filters.

’ Целью изобретения является повышение точности селекции заданной длины вол- 5 ны и угла падения отражаемого света.’The aim of the invention is to increase the accuracy of selection of a given wavelength and angle of incidence of reflected light.

На чертеже представлена схема отражающего интерференционного светофильтра.The drawing shows a diagram of a reflective interference filter.

На схеме показаны призма 1 из стекла, 10 кварца или другого прозрачного материала; система 2 прозрачных и полупрозрачных эквидистантных слоев; падающий луч 3 белого света; выходящий луч 4 монохроматического света; монохромати- 15 ческий луч 5, испытавший отражение только от одной системы слоев; φι - угол падения света на фильтр; φζ - угол выхода света из фильтра; ι/Д , ipz ~ углы преломления; β угол между равными гранями призмы; 20 αι, «2 - углы падения света на 1-е и 2-е отражающие интерференционные покрытия.The diagram shows a prism 1 of glass, 10 quartz, or another transparent material; system of 2 transparent and translucent equidistant layers; incident beam 3 of white light; output beam 4 of monochromatic light; monochromatic ray 5, which was reflected from only one system of layers; φι is the angle of incidence of light on the filter; φζ is the angle of exit of light from the filter; ι / Д, ipz ~ angles of refraction; β angle between equal faces of the prism; 20 αι, “2 — angles of incidence of light on the 1st and 2nd reflective interference coatings.

При падении луча света 3 на грань АС призмы 1 свет преломляется, проходит че- 25 рез призму и падает на 1-е покрытие под углом αι . Отраженные от системы полупрозрачных слоев лучи, интерферируют, в результате чего под этим же углом от 1-го покрытия отражается луч 5, имеющий длину 30 волны Αι , равную разности хода лучей, отраженных от соседних полупрозрачных слоев (главный максимум интерференции):When the light ray 3 falls on the face of the AS of prism 1, the light is refracted, passes through the prism, and falls on the 1st coating at an angle αι. Rays reflected from the system of translucent layers interfere, as a result of which at the same angle from ray 1 the beam 5 is reflected, having a wavelength of 30 Αι, equal to the difference in the path of the rays reflected from neighboring translucent layers (main interference maximum):

Λι, =2dncos αι. (1)Λι, = 2dncos αι. (1)

Свет с длиной волны Λ·| (луч 5) падает на вторую систему слоев, для которой справедливо условие максимума интерференции:Light with a wavelength Λ · | (beam 5) falls on the second system of layers, for which the condition of maximum interference is valid:

Аг =2 d ncos ощ. (2)Ar = 2 d ncos conv. (2)

Луч 5 испытывает отражение только в том случае, если Αι ~λζ ~^:λ , что возможно лишь при равенстве углов оц = «2 =« (соотношение (1) и (2)). При равнобедренности призмы СВА это ведет к равенству углов V>1 = V& ~ψο ; φ\ =(р2 - ^Рассматривая ^g треугольники, образованные лучами и гранями призмы, получаем а =/3/2,(3)Ray 5 is reflected only if Αι ~ λζ ~ ^: λ, which is possible only if the angles ot = 2 2 = равен are equal (relation (1) and (2)). With isosceles of the CBA prism, this leads to the equality of angles V> 1 = V & ~ ψο; φ \ = (p2 - ^ Considering the ^ g triangles formed by the rays and faces of the prism, we get a = / 3/2, (3)

Vb =)5-90°.(4)Vb =) 5-90 °. (4)

Из соотношения (4) и закона преломления света следует:From relation (4) and the law of refraction of light it follows:

sin ψο =-ncos β .(5)sin ψο = -ncos β. (5)

А из соотношения (3) и (1) получаемAnd from relation (3) and (1) we get

Ao=2ndcos(/3/2). .(6)Ao = 2ndcos (/ 3/2). . (6)

Если не выполняется условие Λ ~Ао и φ = φο . отражения света от светофильтра не происходит.If the condition Λ ~ Ao and φ = φο are not satisfied. light reflection from the filter does not occur.

Таким образом, при падении на светофильтр неколлимированного пучка света отражение испытывает только луч, идущий под углом уъ , и выйдет он из фильтра под углом -ф₀ . Это означает, что светофильтр может работать при неколлимированном падающем свете и является не только фильтрующим по длинам волн, но и коллимирующим устройством.Thus, when an uncollimated beam of light is incident on a light filter, only a ray traveling at an angle y will be reflected, and it will exit the filter at an angle of- ₀ . This means that the filter can operate with uncollimated incident light and is not only a filtering according to wavelengths, but also a collimating device.

При выходе из светофильтра луч может испытать полное внутреннее отражение, если угол⁴удовлетворяет условию sin / <р/> 1/п. (7)When exiting the filter, the beam may experience total internal reflection if angle ⁴ satisfies the condition sin / <p /> 1 / n. (7)

Учитывая соотношение (4). получаем границы возможных значений угла β , при которых полного внутреннего отражения не происходит:Given relation (4). we obtain the boundaries of the possible values of the angle β at which complete internal reflection does not occur:

, 90°-arcsin(1 /п) <β< 90°+arcsln(1 /п)., 90 ° -arcsin (1 / n) <β <90 ° + arcsln (1 / n).

Claims

The claims A narrow-band reflecting interference filter containing a substrate coated with a reflecting interference coating in the form of alternating dielectric layers, characterized in that, in order to improve the accuracy of the selection of wavelength λ and the angle of incidence of the filtered light, the substrate is made of optically transparent material in the form of an isosceles a triangular prism, and the reflecting interference coating is made in the form of alternating transparent and translucent layers, while the refractive index Ia η transparent layers and the distance d between the translucent layers satisfy the relationship:

2ndcos (/ 3 / 2’J = A, where A is the wavelength of reflected light; β is the angle between equal faces of the substrate.