25. Истинные и редуцированные потоки
Для характеристики действия оптич. излучения на селективный приёмник (глаз человека, биол. объект и т. п.) пользуются понятием редуцированного П. и., примером к-рого является световой поток ,характеризующий действие излучения на глаз человека и измеряемый в люменах (лм).
Истинное – поделить на чувствительность глаза.
?26. Виды редуцированных потоков?
27. Сорбционные фильтры
СФ строятся, как правило, на основе диэлектриков с дополнительными примесями для трансформации свойств собственного поглощения диэлектрика. При падении ОИ на СФ происходит поляризация диэлектрика и, как следствие, переизлучение света. Возникающие прямая и обратная оптические волны тождественны по спектральному составу, поэтому коэффициенты отражения и пропускания СФ выглядят одинаковым образом (рис. 3.1).
М
Рис. 3.1. Спектральные функции пропускания и отражения сорбционного фильтра
атериалами
для СФ служат твердые диэлектрики, чаще
всего в виде пластин из оптических
стекол или кристаллов; жидкости и газы,
заполняющие герметичные кюветы,
используемые в спектроскопии; полимерные
пленки, наносимые на подложки;
полупроводники. Полупроводниковые СФ,
имеют резкую границу в ИК-области и
могут надежно устранять нежелательные
составляющие излучения.
По спектральным характеристикам СФ делятся на узкополосные, широкополосные и отрезающие. Отрезающие тепловые фильтры используются, например, в кинопроекторах для защиты пленки от перегрева инфракрасным излучением источника света.
Спектральный коэффициент пропускания сорбционного фильтра зависит от его оптической плотности – показателя поглощения на данной λ и геометрической толщины: τ λ = exp (– χλ · d). Стандартными значениями толщины СФ являются 1 мм и 3мм. Выпускаются СФ на определенные спектральные зоны (красные, желтые, синие, УФ- и ИК-фильтры), а также нейтральные СФ, ослабляющие ВИЗЛ, но не искажающие его цвет.
28. Отражательные фильтры
Для создания отражающих фильтров используются металлические и диэлектрические покрытия, наносимые на подложки. Лучшие металлические покрытия имеют высокий коэффициент отражения в широком диапазоне длин волн, достигающий 95...98%.
Диэлектрические отражающие фильтры также называют диэлектрическими четвертьволновыми отражающими интерференционными фильтрами. В них используются многослойные диэлектрические четвертьволновые покрытия из двух разнородных материалов с чередующимися высоким nв и низким nн показателями преломления (рис. 3.8). Комбинация слоев равной оптической толщины dопт обеспечивает синфазное отражение электромагнитной волны от всех границ раздела сред (A, B, C…). Принцип работы такого интерференционного покрытия основан на том, что отражение пучка от границы раздела при подходе излучения из менее плотной среды происходит с изменением фазы на π, а из более плотной – без скачка фазы. Следовательно, на границе «воздух (n0 = 1) – верхний слой (n = nв)» произойдет скачок фазы первой отраженной волны на π. Второе отражение от границы м
Рис. 3.8. Многослойное покрытие
ежду первым (nв) и вторым (nн) слоями произойдет без скачка фазы, но с учетом разности хода первой и второй волн, определяемой двойной толщиной слоя (λ/2), суммарное изменение фазы будет также равно π. Граница второго nн и третьего nв слоев даст суммарный набег фазы 3π и т. д.:φотр = φнач + δφгр + ∆φопт, допустим, что φнач = 0;
φA = φнач + δφгр + ∆φопт = 0 + π + 0 = π;
φB = 0 + 0 + π = π;
φC = 0 + 2π + π = 3π = π;
φD = 0 + 0 + 3π = 3π = π.
Таким образом, волны, отраженные от всех границ раздела сред, имеют одинаковые фазы колебаний.
При четном числе слоев скачок тоже должен быть, но его не будет (ns ≤ nв ), значит последняя составляющая будет вычитаться, произойдет частичное гашение излучения. Поэтому выгоднее использовать нечетное число слоев. Максимальный коэффициент отражения ρmax многослойного покрытия из М слоев реализуется при строгом равенстве оптических толщин слоев четверти длины волны рабочего излучения.
в
Рис. 3.9. Зависимость коэффициента отражения интерференционного покрытия: а –
от числа слоев; б – от длины волны
ыражение
для френелевского коэффициента отражения
оптической границы произвольной пары
слоев фильтра:
Если увеличивается отношение nв/nн, то увеличивается отражение на каждой из границ и соответственно возрастает суммарное отражение.