Смуговий інтерференційний фільтр 567-8

Смуговий інтерференційний фільтр, переважно для лазерів, який складається із підкладки, прозорої в робочій області спектра, і інтерференційної системи, яка утворюється періодичним повторенням структури АВСВА, в якій А, В і С позначають шари із матеріалів з показниками заломлення пд, пв і пс ВІДПОВІДНО, а оптична товщина структури АВСВА дорівнює A,Q/2, оптична товщина шару В дорівнює Я-о/24, де Я-о-фіксована довжина хвилі, який відрізняється тим, що оптичні товщини шарів А дорівнюють A,Q/6, оптична товщина шару С Технічне рішення, що пропонується, відноситься до пристроїв оптичного приладобудування, які використовуються для селективного відбивання і пропускання світла, і може бути використано як інтерференційний фільтр з широкою смугою прозорості або дзеркало резонатора лазера чи параметричного генератора з високим рівнем відбивання на робочій частоті vo (довжина хвилі Ло = 1/vo), другій и гармоніці 2vo (довжина хвилі k-z = 1/2vo = Ло/2),), третій и гармоніці 3vo (довжина хвилі Лз = 1/3vo = Ло/3) та четвертій и гармоніці 4vo (довжина хвилі Л4 = 1/4vo = Ло/4) при високому рівні пропускання в частотному діапазоні від (4 + e)vo до (8 - e)vo, де є < 0,3 Розробка багатошарових оптичних систем з даними параметрами дозволить успішно розв'язувати задачу по створенню рідинних та твердотільних лазерів з повздовжною накачкою, захисних інтерференційних фільтрів для захисту органів зору від впливу потужного випромінювання в інфрачервоній області спектру і прозорих в видимій області спектру чверті деякої фіксованої довжини хвилі Ло (оптична товщина шару 0,5А дорівнює 0,5 (Ло/4) = Ло/8), характеризуються спектральними залежностями пропускання, в яких на довжинах хвиль Л близьких непарним цілим значенням відношення Ло/Л =1, З, 5, спостерігаються так звані "смуги високого відбивання" або "стоп-смуги", а на довжинах хвиль Л близьких парним цілим значенням відношення Ло/Л = 2, 4, 6, спостерігаються так звані "смуги високого пропускання" або "смуги прозорості" При цьому ВІДПОВІДНІ цілі значення відношення Ло/Л називають порядком відповідної смуги На фіг 1 приведена типова спектральна характеристика такої оптичної системи, а саме спектральна залежність коефіцієнта пропускання Т від нормованої довжини хвилі Ло/Л системи S(0,5AB0,5A) °, де S підкладка із оптичного скла з показником заломлення ns = 1,52, А і В - шари із матеріалів з показниками заломлення пд = 1,45 і пв = 2,4, І0- кількість повторень періоду (0,5АВ0,5А) в системі, підкладка і шари не поглинають випромінювання в усьому спектральному інтервалі Із фіг 1 видно, що на довжинах хвиль Л близьких непарним цілим значенням відношення Ло/Л =1, 3, 5, 7 спостерігаються смуги високого відбивання або стоп-смуги, в яких коефіцієнт пропускання Т близький до нуля, а коефіцієнт відбивання R = (1 - Т) близький до одиниці, на довжинах хвиль Л близьких парним цілим Відомо (Macleod H A Thin-Film Optical Filters Bristol, Adam Hilger Ltd , 1986), що чвертьхвильові періодичні двохкомпонентні багатошарові інтерференційні системи, які утворені багаторазовим повторенням періодів (АВ) або (0,5АВ0,5А), де А і В шари із матеріалів з показниками заломлення пд і пв ВІДПОВІДНО та оптичними товщинами рівними дорівнює Я^о /12, а показники заломлення пд, пв і пс ВІДПОВІДНО шарів А, В і С задовольняють співвідношенню у=0,22916+1,00989х0,28852х2+0,05021х3, де x=nB/nc, y=nA/nB (О со 00 ю 58362 значенням відношення Ло/Л = 2, 4, 6, 8 спостерігаНедоліком вищенаведених (Авт Свид СССР ються смуги високого пропускання або смуги про№1318074, Авт Свид СССР №1473561, Авт вид зорості, в яких коефіцієнт пропускання Т = 0,9 СССР № 1477123, Авт Свид СССР 0,98, а коефіцієнт відбивання R = (1 - Т) < 0,02 №1477124) оптичних систем є до певної міри не01 достатньо широка смуга прозорості на частоті п'ятої гармоніки та неможливість розширення смуги Недоліком таких інтерференційних систем є прозорості за рахунок подавления смуг високого неможливість отримання смуг прозорості на непавідбивання шостого і сьомого порядку Наприклад, рних порядках (Ло/Л =1, 3, 5, ), а також одразу на якщо першій гармоніці відповідає довжина хвилі Ло двох сусідніх порядках, тобто коли смуга прозоро= 2,65мкм, то смуга прозорості потрапляє в спектсті охоплює одразу парне і непарне цілі значення ральну область від 460 до 640нм відношення Ло/Л ВІДОМІ (АВТ СВИД СССР №1318074) багатоВідомо (Ю А Первак, И В Фекешгази Оптичешарові інтерференційні системи, що забезпечують ские свойства неравнотолщинных многослойных високий рівень відбивання на робочій частоті vo покрытий с симметричными периодами Квантовая (довжина хвилі Ло = 1/vo), а також на частотах друелектроніка (Киев), 1994, вып 46, стр 8-11), що за гої 2vo (довжина хвилі k-z = 1/2v0), третьої 3vo (довдопомогою двохкомпонентних періодичних багажина хвилі Лз = 1/3v0), четвертої 4vo (довжина хвилі тошарових систем, період яких складається з шаЛ4 = 1/4vo) і шостої 6vo (довжина хвилі Лє = 1/6vo) рів всього двох різних матеріалів, із структурою гармонік, при збереженні прозорості в частотному S(AB)m або S(0,5AB0,5A)m, де S - підкладка, А і В діапазоні від (4+e)vo до (6 - e)vo, де є < 0,5, що охошари із матеріалів з показниками заломлення пв і плює п'яту гармоніку 5vo Ці системи складаються з пн ВІДПОВІДНО, m - число, що вказує на КІЛЬКІСТЬ прозорої в робочій спектральній області спектру періодів (АВ) або (0,5АВ0,5А), принципово неможпідкладки S, на яку наноситься інтерференційне ливо досягти подавления смуг високого відбиванпокриття, утворене періодичним повторенням m ня одразу двох порядків, тобто досягти високого разів шарів В та Н із матеріалів з високим (пв) і пропускання одразу на двох сусідніх гармоніках низьким (пн) показниками заломлення Оптичні робочої частоти vo, наприклад на частотах 5vo і 6vo товщини шарів з високим показником заломлення або на частотах 6vo і 7vo і т д дорівнюють 0,2Ло, а шарів з низьким показником Відомо (МП Лисица, С В Орлов, ЮА Перзаломлення дорівнюють О.ЗЛо, або ж навпаки, де вак, И В Фекешгази Многослойные покрытия с Ло - довжина хвилі, що відповідає частоті першої подавлением двух соседних зон высокого отражегармоніки КІЛЬКІСТЬ шарів в інтерференційному ния Журнал прикладной спектроскопии, 1987, том покритті може бути як парною 2 т так і непарною 47, №2, стр 283 - 285), що досягти подавления (2т + 1) Скорочені записи структур таких систем смуг високого відбивання одразу двох порядків, мають вигляд S(BH)m, S(BH)mB, S(HB)m, S(HB)mH, тобто досягти високого пропускання одразу на де S позначена підкладка, В і Н - шари із плівкоутдвох сусідніх гармоніках робочої частоти vo, наворюючих матеріалів з показниками заломлення приклад на частотах 2vo і 3vo можна за допомогою пв і пн ВІДПОВІДНО, т - число, що вказує на КІЛЬКІСТЬ періодів (ВН), тобто скільки разів в структурі інтерференційного покриття повторюються шари В і Н Недоліком таких багатошарових структур є порівняно високий рівень (5 - 15%) осциляціи коефіцієнта пропускання в області прозорості на частоті п'ятої гармоніки та неможливість розширення смуги прозорості за рахунок подавления смуг високого відбивання шостого і сьомого порядку Відомо, ЩО ДЛЯ підвищення середнього рівня прозорості (до значень більше 90%) і зменшення рівня осциляціи коефіцієнта пропускання на частоті п'ятої гармоніки інтерференційне багатошарове покриття узгоджують з обмежуючими його оптичними середовищами шляхом додавання до інтерференційного покриття з обох боків одного або двох шарів із тих же самих оптичних матеріалів (Авт Свид СССР №1473561, Авт Свид СССР №1477123, Авт Свид СССР №1477124) Структура таких узгоджених систем має вигляд ЗНоі(ВозНо2)тВозНоі5 (Авт Свид СССР №1473561), ЗНоі(ВозНо2)тВозНоо5 (Авт Свид СССР №1477124), SHo2(BO2Ho3)mBo2Ho is (Авт Свид СССР №1477124), де S, В і Н позначають, як і раніше підкладку і шари із плівкоутворюючих матеріалів В і Н з показниками заломлення пв і пн ВІДПОВІДНО, а індекси знизу вказують значення оптичної товщини шарів В і Н в одиницях довжини хвиліЛо багатошарових інтерференційних систем, які мають структуру S(ABCBA)10 , де S - підкладка з показником заломлення ns, а А, В і С - шари оптичною товщиною 0,1 Ао із матеріалів з показниками заломлення ВІДПОВІДНО ГІД, ПВ І ПС, ЯКІ ПОВИННІ за довольняти співвідношенням 2 2 2 1/2 у = (1 + х)(1 + х ) / 4х - {[(1 + х)(1 + х ) / 4х] - х} при х 1, ДЄ X = ПВ/Пс, У = Пд/Пв Спектральна характеристика такої багатошарової інтерференційної системи при конкретно вибраних значеннях показників заломлення підкладки і шарів А, В, С, задовольняючих умові у = (1 + х)(1 + х 2 ) / 4х - {[(1 + х)(1 + х2) / 4х] 2 - ху 2 при х < 1, була розрахована вперше в роботі (Alfred Thelen Multilayer Filters with Wide Transmittance Bands Journal of the Optical Society of America, 1963, v 53, № 1 1 , pp 1266 - 1270) і приведена на фіг 2 Багатошарова інтерференційна система має структуру S(ABCBA) 1 0 , де S - підкладка (показник заломлення ns = 1,50), а А, В і С - шари оптичною товщиною 0,1 Ао із плівкоутворюючих матеріалів з показниками заломлення пд = 1,38, пв = 1,90 і пс = 1П 2,3 ВІДПОВІДНО, - вказує, скільки разів повторюється період (АВСВА) Як видно із фіг 2, ця система характеризується високим рівнем відбивання на частоті першої vo (довжина хвилі Ло, відносна довжина хвилі Ло/Л = 1) і четвертої 4vo (довжина 58362 хвилі 0,25Ло, відносна довжина хвилі Ло/Л = 4) гармонік, а також двома смугами прозорості, перша з яких розташована в спектральній області між першою і четвертою гармоніками з центром на довжині хвилі 0,4Ло (Ло/Л = 2,5), а друга в спектральній області між шостою і четвертою гармоніками з центром на довжині хвилі 0,2Ло (Ло/Л = 5) Перевагою відомої інтерференційної системи є можливість подавления високого відбивання одразу на частотах трьох гармонік В даному випадку на частоті п'ятої гармоніки, на частотах другої та третьої гармонік Недоліком є спектральне положення смуг прозорості, тобто те, що смуги високого відбивання ліквідуються не на трьох сусідніх гармоніках, а саме смуги високого відбивання п'ятого, шостого і сьомого порядків Відомо (Alfred Thelen Multilayer Filters with Wide Transmittance Bands, II Journal of the Optical Society of America, 1973, v 63, № 1 , pp 65 - 68), що можна досягти подавления смуг високого відбивання одразу п'яти порядків, тобто досягти високого пропускання одразу на п'яти сусідніх гармоніках робочої частоти vo, наприклад на частотах 2vo, 3vo, 4vo, 5vo i 6vo за допомогою багатошарових інтерференційних систем, які мають структуру S(ABCDDBA) m , де S - підкладка з показником заломлення ns, m - КІЛЬКІСТЬ періодів (ABCDDBA), А, Я* / 4 Я* В, С і D - шари оптичною товщиною о (тут о - деяка фіксована довжина хвилі) із матеріалів з показниками заломлення ВІДПОВІДНО ГІД, ПВ, ПС І ПО, ЯКІ повинні задовольняти співвідношенням n A n D = пвпс і у = (х2 - х + 1) / х + [(х -1) / х](1 + х 2 ) 1 / 2 , ДЄ X = Пд/Пв, У = Вказаним умовам задовольняє система (Alfred Thelen Multilayer Filters with Wide Transmittance Bands, П Journal of the Optical Society of America, 1973, v 63, № 1 , pp 65 - 68, Заявка ФРГ №2357593, публікація 1976р , 9 вересня, №37) S(ABCDDBA) 6 , де S - підкладка з показником заломлення ns = 1,52, А, В, С і D шари із матеріалів з показниками заломлення пд = 1,46, пв = 1,68, пс = 2,04 і по = Я* 2,35, о = 650нм Така система має спектральну характеристику, в якій спостерігається смуга висоЯ* кого відбивання першого (Л = 4 о = Ло, Ло/Л = 1, Ло - довжина хвилі на якій оптична товщина періоду А* (ABCDDBA) дорівнює Ло/2) і сьомого (Л = (4/7) о = Ло/7, Ло/Л = 7) порядків і широка смуга прозорості, в якій подавлені смуги високого відбивання другого (Ло/Л = 2), третього (Ло/Л = 3), четвертого (Ло/Л = 4), п'ятого (Ло/Л = 5) та шостого (Ло/Л = 6) порядків Я* Смуга відбивання першого порядку, якщо о = 650нм, знаходиться в області спектру від 2,3мкм до Змкм, а смуга прозорості, яка охоплює 5 порядків, в спектральній області від 400 до 2,Змкм Недоліком такої системи є надзвичайна складність її виготовлення, яка пов'язана із складністю структури та використанням одразу чотирьох різних матеріалів шарів, показники заломлення яких повинні строго задовольняти певним співвідношенням Окрім того, за допомогою такої системи неможливо реалізувати фільтр, який був би прозорим в широкій спектральній області і відбивав би випромінювання на довжинах хвиль, що співпадають із смугами високого відбивання першого (Ло/Л = 1), другого (Ло/Л = 2), третього (Ло/Л = 3) та четвертого (Ло/Л = 4) порядків, тобто на частотах першої, другої, третьої та четвертої гармонік Відома багатошарова інтерференційна система, яка має структуру S(ABCBA) m (Alfred Thelen Multilayer Filters with Wide Transmittance Bands, II Journal of the Optical Society of America, 1973, v 63, №1, pp 65 - 68) де S - підкладка з показником заломлення ns, а А, В - шари оптичною товщиною Ло/12 із плівкоутворюючих матеріалів з показниками заломлення пд і пв, С - шар оптичною товщиною Ло/6 із матеріалу з показником заломлення пс, m - кількість повторень періоду (АВСВА) в системі Сумарна оптична товщина структури АВСВА дорівнює Ло/2, де Ло - фіксована довжина хвилі Показники заломлення повинні задовольняти умові пв = (пдПс)1/2 Спектральна характеристика такої багатошарової інтерференційної системи при конкретно вибраних значеннях показників заломлення підкладки і шарів А, В, С (Alfred Thelen Multilayer Filters with Wide Transmittance Bands Journal of the Optical Society of America, 1963, v 53, № 1 1 , pp 1266 - 1270), що задовольняють умову пв = (пдПс)1/2, приведена на фіг 3 Багатошарова інтерференційна система має структуру S(ABCBA) 1 0 , де S - підкладка (показник заломлення ns = 1,50), а А і В - шари оптичною товщиною Ло/12 із матеріалів з показниками заломлення пд = 1,38, пв = 1,781, С шар оптичною товщиною Ло/6 із матеріалу з показником заломлення пс = 2,3, 1 0 - вказує, скільки разів повторюється період (АВСВА) Як видно із фіг 3, ця система характеризується високим рівнем відбивання на частоті першої vo (довжина хвилі Ло, відносна довжина хвилі Ло/Л = 1 ), п'ятої 5vo (довжина хвилі Ло/5, приведена довжина хвилі Ло/Л = 5 ) і сьомої 7vo (довжина хвилі Ло/7, відносна довжина хвилі Ло/Л = 7) гармонік, а також двома смугами прозорості, перша з яких розташована в спектральній області між першою і п'ятою гармоніками з центром на довжині хвилі Ло/3 (Ло/Л = 3), а друга в спектральній області між п'ятою і сьомою гармоніками з центром на довжині хвилі Ло/6 (Ло/Л = 6) Перевагою відомої інтерференційної системи є можливість подавления високого відбивання одразу на частотах сусідніх трьох гармонік В даному випадку на частотах другої, третьої та четвертої гармонік Недоліком є спектральне положення першої смуги прозорості, тобто те, що смуги високого відбивання ліквідуються не на п'ятій, шостій і сьомій гармоніках (смуги високого відбивання 5, 6 та 7 порядку), а також відсутність відбивання на частоті другої, третьої та четвертої гармонік (відсутність смуг високого відбивання 2-го, 3-го та 4-го порядків) Як прототип вибрано багатошарову інтерференційну систему (деклараційний патент України №49736 А, 16 09 2002, Бюл №9) S(ABCBA) m , де S - підкладка, прозора в усій робочій області спектру, А, В і С - шари із матеріалів з показниками заломлення гід, ПВ І ПС, ЯКІ задовольняють СПІВВІДНО 58362 шенню у = - 0 57334 +1 78578х - 0 69411 х' + 0 48635х 3 , де х = пв/пс, у = Пд/пв, а оптичні товщини шарів А і В дорівнюють Ло/24, а шару С - Ло/3, сумарна оптична товщина структури АВСВА дорівнює Ло/2, де Ло - фіксована довжина хвилі, що визначає положення смуги високого відбивання першого порядку m - кількість періодів (АВСВА) На фіг 4 схематично показана конструкція такого інтерференційного фільтра Інтерференційний фільтр складається з прозорої в робочому діапазоні спектру підкладки S, на поверхні якої сформована інтерференційна система (АВСВА) т , що утворена m-кратним повторенням періоду АВСВА Шари А, В і С виготовлені із матеріалів з показниками заломлення пд, пв і пс ВІДПОВІДНО, причому оптичні товщини шарів А і В рівні Ло/24, а шарів С - Ло/3 На підкладку S першим наноситься шар А з оптичною товщиною Ло/24, потім послідовно - шар В з оптичною товщиною Ло/24, шар С з оптичною товщиною Ло/3, шар В з оптичною товщиною Ло/24, шар А з оптичною товщиною Ло/24, після чого комбінація АВСВА повторюється ще ( т 1) раз КІЛЬКІСТЬ періодів т залежить від того, який коефіцієнт відбивання бажано отримати на частотах першої, другої, третьої та четвертої гармонік Чим більшою буде КІЛЬКІСТЬ повторень, тим вищим буде коефіцієнт відбивання На фіг 5 приведено спектральну залежність коефіцієнта пропускання Т від відносної довжини хвилі Ло/Л інтерференційного фільтра, структура якого є S(ABCBA) 1 Оптичні товщини шарів А і В рівні Ло/24, а шару С - Ло/3 Показники заломлення шарів А, В і С дорівнюють пд = 1,45, пв = 2,01 і пс = 2,4, ВІДПОВІДНО Показник заломлення підкладки ns = 1,45 Показники заломлення шарів вибрані таким чином, щоб вони задовольняли співвідношенню у = -0 57334 + 1 78578х - 0 69411х 2 + 0 48635х 3 , де х , у = Пд/пв Видно, що спектральна область смуги прозорості, де коефіцієнт пропускання Т більший за 96%, широка і охоплює одразу три сусідні гармоніки робочої частоти, а саме п'яту (Ло/Л = 5), шосту (Ло/Л = 6) та сьому (Ло/Л = 7), і досягається високе відбивання на частотах першої (Ло/Л = 1, коефіцієнт відбивання R більше 99%), другої (Ло/Л = 2, коефіцієнт відбивання R більше 99%), третьої (Ло/Л = 3, коефіцієнт відбивання R більше 99%) та четвертої (Ло/Л = 4, коефіцієнт відбивання R біля 75%) гармонік Недоліком прототипу є те, що еквівалентний показник заломлення симетричного періоду АВСВА з параметрами шарів, які були наведені вище, суттєво змінюється при ЗМІНІ співвідношення показників заломлення шарів х = пв/пс, у = Пд/пв Це добре видно на фіг 6, де приведені залежності еквівалентного показника заломлення N періоду АВСВА від відносної довжини хвилі в області прозорості фільтра при різних значеннях х = пв/пс ВІДПОВІДНІ значення у = Пд/пв однозначно знаходяться з рівняння у = -0 57334 + 1 78578х 0 69411х 2 + 0 48635х При всіх х 1 сталим є показник заломлення шару С (пс =1,35) Задача полягає в пошуку параметрів інтерференційного фільтра, у якого збережено прозорість в широкій спектральній області, яка охоплює одра 8 зу три сусідні гармоніки робочої частоти, а саме п'яту, шосту та сьому, збережено високе відбивання на частотах першої, другої, третьої та четвертої гармонік, та підвищена стабільність спектральних характеристик фільтра внаслідок зменшення залежності еквівалентного показника заломлення періоду від відношення показників заломлення окремих шарів в періоді Для розв'язання задачі пропонується використовувати багатошарову інтерференційну систему S(ABCBA) m , де S - підкладка, прозора в усій робочій області спектру, А, В і С - шари із матеріалів з показниками заломлення ПА, ПВ І ПС, ЯКІ задовольняють співвідношенню у = 0 22916 + 1 00989х - 0 28852х 2 + 0 05021 х3, де х = , У - Пд/пв, а оптичні товщини шарів А дорівнюють Ло/6, шарів В - Ло/24, а шару С - Ло/12, сумарна оптична товщина структури АВСВА дорівнює Ло/2, де Ло - фіксована довжина хвилі, що визначає положення смуги високого відбивання першого порядку m - кількість періодів (АВСВА) Тобто інтерференційний фільтр складається з прозорої в робочому діапазоні спектру підкладки S, на поверхні якої сформована інтерференційна система (АВСВА)" 1 , що утворена m - кратним повторенням періоду АВСВА Шари А, В і С виготовлені із матеріалів з показниками заломлення пд, пв і пс ВІДПОВІДНО, причому оптичні товщини шарів А дорівнюють Ло/6, шарів В - Ло/24, а шару С - Ло/12 На підкладку S першим наноситься шар А з оптичною товщиною Ло/6, потім послідовно - шар В з оптичною товщиною Ло/24, шар С з оптичною товщиною Ло/12, шар В з оптичною товщиною Ло/24, шар А з оптичною товщиною Ло/6, після чого комбінація АВСВА повторюється ще (т-1) раз КІЛЬКІСТЬ періодів т залежить від того, який коефіцієнт відбивання бажано отримати на частотах першої, другої, третьої та четвертої гармонік Чим більшою буде КІЛЬКІСТЬ повторень, тим вищим буде коефіцієнт відбивання На фіг 7 приведено спектральні залежності коефіцієнта пропускання Т від відносної довжини хвилі Ло/Л запропонованого інтерференційного фільтра, структура якого є S(ABCBA) 1 Оптичні товщини шарів А дорівнюють Ло/6, шарів В - Ло/24, а шару С - Ло/12 Показники заломлення шарів А, В і С дорівнюють Пд -1,35, Пв = 1,66 і Пс = 2,375, показник заломлення підкладки ns = 1,45 Показники заломлення шарів вибрані таким чином, щоб вони задовольняли співвідношенню у = 0 22916 + 1 00989х - 0 28852х 2 + 0 05021 х 3 , де х = п в /п с , у = Видно, що спектральна область смуги прозорості, де коефіцієнт пропускання Т більший за 95%, широка і охоплює одразу три сусідні гармоніки робочої частоти, а саме п'яту (Ло/Л = 5), шосту (Ло/Л = 6) та сьому (Ло/Л = 7), досягається високе відбивання на частотах першої (Ло/Л = 1), другої (Ло/Л = 2), третьої (Ло/Л = 3) та четвертої (Ло/Л = 4) гармонік На фіг 8 приведено спектральні залежності коефіцієнта пропускання Т від довжини хвилі Л запропонованого інтерференційного фільтра, структура якого є S(ABCBA) 1 0 Оптичні товщини шарів А дорівнюють Ло/6, шарів В - Ло/24, а шару С - Ло/12 Показники заломлення шарів А, В і С дорівнюють Пд = 1,35, Пв = 1,66 і Пс = 2,375, показник заломлення підкладки ns = 1,45 Показники залом 58362 10 лення шарів вибрані таким чином, щоб вони задофториду PbF2 (пв = 1,66) та цинк селеніду ZnSe (пс вольняли співвідношенню у = 0 22916 + 1 00989х = 2,375), з оптичними товщинами шарів А рівними 2 3 0 28852х + 0 05021 х , де х = п в /п с , у = п А /п в Ло/6, шарів В - Ло/24, шарів С - Ло/12 Підкладки були виготовлені із кристалічного барій фториду На фіг 9 приведені залежності еквівалентного BaF2 (ns = 1,45) Робоча довжина хвилі випроміпоказника заломлення N періоду АВСВА від віднонювання при визначені оптичних товщин шарів сної довжини хвилі в області прозорості фільтра становила Ло = 3180нм Діелектричні шари осапри різних значеннях х = пв/пс ВІДПОВІДНІ значення джені методом електронно-променевого випароу = Пд/пв однозначно знаходяться з рівняння у = 2 3 вування в вакуумі із застосуванням оптичного кон0 22916 + 1 00989х - 0 28852х + 0 05021х При тролю товщин безпосередньо в процесі формувсіх х 1 сталим є показник заекспериментально отриманих фільтрів близька до ломлення шару С (пс = 1,35) Порівнюючи фіг 9 з показаних на фіг 7 і фіг 8 Фільтр характеризується фіг 6 бачимо, що в запропонованій конструкції фіширокою смугою прозорості від Ло/Л = 7,8 (Л = льтра досягається значно менша залежність N від 407нм) до Ло/Л = 4,2 (Л = 757нм) (середній коефіціх = пв/пс А значить при виготовленні фільтра неєнт пропускання Т > 96%), яка охоплює одразу три великі похибки в показниках заломлення (різні сусідні гармоніки робочої частоти (довжина хвилі значення х) будуть значно менше впливати на на частоті сьомої гармоніки 454нм, на частоті шосстабільність спектральних характеристик тої гармоніки дорівнює 530нм, на частоті п'ятої В запропонованому розв'язку поставленої загармоніки - 636нм,, тобто потрапляють в діапазон дачі, який був знайдений експериментальне, важ407 - 757нм), високим відбиванням на частоті ливим є дотримання вказаних значень оптичних першої гармоніки (Ло = 3180нм, Ло/Л = 1, коефіцієнт товщин Ло/б для шарів А, Ло/24 для шарів В і Ло/12 відбивання R > 99%), на частотах другої (Ло/Л = 2, для шарів С, а також співвідношення між показникоефіцієнт відбивання R > 99%), третьої (Ло/Л = З, ками заломлення шарів Недотримання приводить коефіцієнт відбивання R > 99%) та четвертої гардо появи в області смуги прозорості окремих смуг монік (Ло/Л = 4, коефіцієнт відбивання R > 70%) високого відбивання Для ілюстрації цього на фіг 10 наведено спектральні характеристики інРозроблений інтерференційний фільтр з висотерференційної системи, структура якої ким відбиванням на першій, другій, третій і четвер10 S(ABCBA) , тобто така ж як і у запропонованої чи тій гармоніках робочої частоти лазерного випроміпрототипу Але оптичні товщини дорівнюють Ло/6 нювання і прозорий в спектральній області від для шарів А, 0,9Ло/24 для шарів В і 1,1 Ло/12 для Ло/4,2 до Ло/7,8 з центром на довжині хвилі Ло/6 шарів С, тобто такі ж для шарів А і відрізняються (частоті шостої гармоніки vo) може бути викорисвід запропонованих значень Ло/24 для шарів В та таний як дзеркало резонатора рідинного чи тверЛо/12 для шару С, а також від оптичних товщин дотільного лазера з повздовжньою накачкою, чи шарів А, В і С для прототипу, які дорівнюють Ло/24 параметричного генератора або як фільтр, прозодля шарів А і В та Ло/3 для шарів С При цьому рий в видимій області спектру 407 - 757нм (від показники заломлення шарів А, В і С дорівнюють Ло/4,2 до Ло/7,8, Ло = 3180нм) і практично повністю пд = 1,35, пв = 1,66 і пс = 2,375 ВІДПОВІДНО Показвідбиваючий випромінювання в спектральних обник заломлення підкладки ns = 1,45 Порівнюючи ластях від 2972 до 3495нм (від Л0/1,07 до Л0/0,91), спектральні характеристики на фіг 10 і на фіг 7 від 1272 до 1700нм (Ло/2,15 до Ло/1,87), від 1029 до бачимо, що зміна оптичних товщин шарів В і С 1078нм (від ЛО/3,09 ДО Л О /2,95), ВІД 785 до 797нм приводить до появи в спектрі пропускання фільтра (від ЛО/4,05 ДО ЛО/3,99) Такий фільтр може бути смуг високого відбивання сьомого, шостого і п'ятовикористаний для захисту органів зору від впливу го порядків, тобто на частотах сьомої (Ло/Л = 7), інфрачервоного випромінювання в спектральній шостої (Ло/Л = 6) і п'ятої (Ло/Л = 5) гармонік, тобто до області від 2972 до 3495нм, від 1272 до 1700нм значного погіршення спектральної характеристики (випромінювання "ербієвих" лазерів), від 1029 до фільтра в порівнянні з запропонованим оптималь1078нм (випромінювання "неодимових" лазерів), ним розв'язком (фіг 7) До аналогічних змін привовід 785 до 797нм (випромінювання напівпровіднидить не ВІДПОВІДНІСТЬ показників заломлення співкових лазерів і "титан-сапфірових" лазерів) 2 відношенню у = 0 22916 + 1 00989х - 0 28852х + 3 Техніко-економічною перевагою технічного рі0 05021 х , де х = пв/пс у = п А /п в шення в порівнянні з прототипом є можливість досягнення високого відбивання як на основній Прикладом реалізації винаходу служать 50частоті, так і на її другій, третій та четвертій гаршарові інтерференційні фільтри, конструкція яких моніці При цьому технологічні витрати на виготомає вид S(ABCBA)10, тобто утворена 10-кратним влення запропонованих інтерференційних фільтповторенням періоду АВСВА Шари А, В і С вигорів і прототипу практично ідентичні товлені із плівкоутворюючих матеріалів кріоліту NaAIF6 (пд = 1,35), церій фториду CeF2 + плюмбум ___rai__ T 1,0 r km 0,8 0,6 0,4 0,2 0 1 2 3 4 XJX 5 6 7 M 0,0 1 2 3 4 5 S 7 XJX ФІГ.1. Фіг.2. Ір^З^^^етиЩ^^щряррЩї (ABCBA)" Af В. С-* 00 , Фи З Фїг.4. a.,/». Фіг 5. Фіг 6. 13 14 58362 1,0 ^^^Л'^МАЛАЛМЛИЛЯПЛЛЛЛЯМАПЛЛЛ^^, 1,0 0,8 0,8 0,6 0,6 0,4 0,4 0,2 0,2 0,0 3 4 5 0,0 '- •--'-' '- ' ' ' • ' / / 400 600 8001000 2000 3000 Я, нм ФІГ >и-8 7 Я../І. Фіг 10 Фіг 9 Комп'ютерна верстка М Клюкш Підписано до друку 05 08 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна