|
|
|
| Межотраслевая Интернет-система поиска и синтеза физических принципов действия преобразователей энергии | |
Стартовая страница |
О системе |
Технические требования |
Синтез |
Обучающий модуль |
Справка по системе |
Контакты |
 | Интерференционные спектральные фильтры |
 | |
Анимация
Описание
Интерференционные спектральные фильтры являются, по сути дела, интерферометрами Фабри - Перро (эффект 1180) с весьма малым зазором между параллельными зеркалами.
Схематическое изображение конструкции интерференционного фильтра представлено на рис. 1.
Схематическое изображение конструкции интерференционного спектрального фильтра
Рис. 1
На стеклянную подложку наносятся последовательно (обычно методом вакуумного распыления): зеркало R с большим коэффициентом отражения; слой диэлектрика с показателем преломления n малой толщины L (одно - несколько длин волн излучения, для которого проектируется данный фильтр), - и еще одно зеркало R, аналогичное первому. В результате получается эталон Фабри - Перро с весьма малой толщиной диэлектрического зазора.
Дополнительный набег фазы излучения при двухкратном переотражении между зеркалами равен d=4pLn·cosa/l. Интенсивность прошедшей волны равна (см. эффект 501017):
. (1)
На рис. 2 приведены соответствующие графики зависимости It(d) для нескольких значений R.
Зависимость коэффициента пропускания от набега фазы для различных значений коэффициента пропускания зеркал интерферометра
Рис. 2
R = 0,2; 0,4; 0,8 и 0,95 (см. подписи на рисунке)
Видно, что при больших коэффициентах отражения ширина интерференционных максимумов резко сужается. При близких к единице коэффициентах отражения зеркал ширина максимума по полувысоте (в радианной мере аргумента d) равна:
. (2)
В то же время расстояние между соседними максимумами равно 2p (см. (1)).
Поскольку, как указывалась в начале, толщина диэлектрического зазора между зеркалами интерференционного фильтра мала, - из (2) легко видеть, что спектральные максимумы пропускания интерференционного фильтра весьма далеки друг от друга. Для двух последовательных спектральных максимумов l1 и l2 имеем:
. (3)
Таким образом, скажем, при L=2l1 и n=1,5 это отношение равно 2,5. А это значит, что в пределах видимой части спектра будет только один максимум пропускания. При этом, при достаточно большом R, ширина этого максимума будет мала.
Типичные ширины области пропускания такого стандартного изделия не превышают нескольких нанометров в единицах длины волны.
Таким образом, описанное устройство представляет собой фильтр длин волн с весьма узкой областью пропускания, позволяющий выделять из исходно белого света соответствующие квазимонохроматические компоненты.
Ключевые слова
Области техники и экономики
Оптическая техникаПриборы для измерения оптических и светотехнических величин и характеристик
Квантовая электроника
Криоэлектроника
Оптоэлектронная техника
Используемые естественнонаучные эффекты
 | Пространственная модуляция светового излучения при наложении двух или нескольких когерентных волн (Интерференция света) |
Разделы естественных наук используемых естественнонаучных эффектов
| 1 | | Интерференция света |
Применение эффекта
Интерференционный фильтр широко используется в оптической спектроскопии высокого разрешения. Обычно он используется “тандемом”, вслед за стендартным призменным монохроматором соответствующего спектрометра, что позволяет существенно сузить ширину спектра излучения монохроматора.
Кроме того, интерференционные фильтры часто используют в фотохимических исследованиях, для выделения и перестройки узкополосного возбуждающего излучения из исходно широкополосных (“белых”) источников.
Реализации эффекта
Техническая реализация эффекта
Техническая реализация осуществляется в полном соответствии с рис. 3.
Схема технической реализации интерференционного фильтра
Рис. 3
Пучок - коллимированное стандартным коллиматором излучение лампочки (проще всего использовать слайд-проектор, уже имеющий вмонтированный коллиматор). Интерференционный фильтр - стандартный, из набора, лучше использовать настроенный на длину волны порядка 0,4 мкм при нормальном падении. При изменении угла падения пучка на фильтр цвет прошедшего излучения будет меняться.
Литература
1. Физика. Большой энциклопедический словарь.- М.: Большая Российская энциклопедия, 1999.
2. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Оптика.- М.: Наука, 1985.
3. Ландсберг Г.С. Оптика.- М.: Наука, 1976.
| Стартовая страница О системе Технические требования Синтез Обучающий модуль Справка по системе Контакты | |
 |
|
| Copyright © 2008 РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина | |