Моделювання просторово-поляризаційних параметрів спектральних характеристик вузькосмугових оптичних фільтрів
Приведено узагальнені зміни параметрів спектрів пропускання багатошарових інтерференційних структур (БІС) вузькосмугових оптичних фільтрів в залежності від поляризації та кута падіння паралельних потоків випромінювання відносно нормалі до їх поверхні. Отримані результати особливо актуальні для визна...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Компьютерная математика |
|---|---|
| Datum: | 2014 |
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України
2014
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/84807 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Моделювання просторово-поляризаційних параметрів спектральних характеристик вузькосмугових оптичних фільтрів / В.І. Пецко, О.В. Міца, І.В. Фекешгазі // Компьютерная математика. — 2014. — № 1. — С. 37-45. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-84807 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Пецко, В.І. Міца, О.В. Фекешгазі, І.В. 2015-07-15T19:44:58Z 2015-07-15T19:44:58Z 2014 Моделювання просторово-поляризаційних параметрів спектральних характеристик вузькосмугових оптичних фільтрів / В.І. Пецко, О.В. Міца, І.В. Фекешгазі // Компьютерная математика. — 2014. — № 1. — С. 37-45. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. ХХХХ-0003 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/84807 Приведено узагальнені зміни параметрів спектрів пропускання багатошарових інтерференційних структур (БІС) вузькосмугових оптичних фільтрів в залежності від поляризації та кута падіння паралельних потоків випромінювання відносно нормалі до їх поверхні. Отримані результати особливо актуальні для визначення ефективності використання збіжності або розбіжності потоків випромінювання в оптичних системах при наявності БІС. Приведены обобщенные изменения параметров спектров пропускания многослойных интерференционных структур (БИС) узкополосных оптических фильтров в зависимости от поляризации и угла падения параллельных потоков излучения относительно нормали к их поверхности. Полученные результаты особенно актуальны для определения эффективности использования сходимости или расхождения потоков излучения в оптических системах при наличии БИС. The generalized parameter changes of transmission spectra of the interference multilayer structures (BIS) of narrow-band optical filters are presented depending on polarization and the incidence of the parallel radiation fluxes to the normal to the surface. The obtained results are particularly relevant for determining the efficiency of convergence or divergence of the radiation fluxes in optical systems in the presence of BIS. uk Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України Компьютерная математика Математическое моделирование Моделювання просторово-поляризаційних параметрів спектральних характеристик вузькосмугових оптичних фільтрів Моделирование пространственно-поляризационных параметров спектральных характеристик узкополосных оптических фильтров Modeling spatial-polarization parameters of spectral characteristics of interference optical filters Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Моделювання просторово-поляризаційних параметрів спектральних характеристик вузькосмугових оптичних фільтрів |
| spellingShingle |
Моделювання просторово-поляризаційних параметрів спектральних характеристик вузькосмугових оптичних фільтрів Пецко, В.І. Міца, О.В. Фекешгазі, І.В. Математическое моделирование |
| title_short |
Моделювання просторово-поляризаційних параметрів спектральних характеристик вузькосмугових оптичних фільтрів |
| title_full |
Моделювання просторово-поляризаційних параметрів спектральних характеристик вузькосмугових оптичних фільтрів |
| title_fullStr |
Моделювання просторово-поляризаційних параметрів спектральних характеристик вузькосмугових оптичних фільтрів |
| title_full_unstemmed |
Моделювання просторово-поляризаційних параметрів спектральних характеристик вузькосмугових оптичних фільтрів |
| title_sort |
моделювання просторово-поляризаційних параметрів спектральних характеристик вузькосмугових оптичних фільтрів |
| author |
Пецко, В.І. Міца, О.В. Фекешгазі, І.В. |
| author_facet |
Пецко, В.І. Міца, О.В. Фекешгазі, І.В. |
| topic |
Математическое моделирование |
| topic_facet |
Математическое моделирование |
| publishDate |
2014 |
| language |
Ukrainian |
| container_title |
Компьютерная математика |
| publisher |
Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Моделирование пространственно-поляризационных параметров спектральных характеристик узкополосных оптических фильтров Modeling spatial-polarization parameters of spectral characteristics of interference optical filters |
| description |
Приведено узагальнені зміни параметрів спектрів пропускання багатошарових інтерференційних структур (БІС) вузькосмугових оптичних фільтрів в залежності від поляризації та кута падіння паралельних потоків випромінювання відносно нормалі до їх поверхні. Отримані результати особливо актуальні для визначення ефективності використання збіжності або розбіжності потоків випромінювання в оптичних системах при наявності БІС.
Приведены обобщенные изменения параметров спектров пропускания многослойных интерференционных структур (БИС) узкополосных оптических фильтров в зависимости от поляризации и угла падения параллельных потоков излучения относительно нормали к их поверхности. Полученные результаты особенно актуальны для определения эффективности использования сходимости или расхождения потоков излучения в оптических системах при наличии БИС.
The generalized parameter changes of transmission spectra of the interference multilayer structures (BIS) of narrow-band optical filters are presented depending on polarization and the incidence of the parallel radiation fluxes to the normal to the surface. The obtained results are particularly relevant for determining the efficiency of convergence or divergence of the radiation fluxes in optical systems in the presence of BIS.
|
| issn |
ХХХХ-0003 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/84807 |
| citation_txt |
Моделювання просторово-поляризаційних параметрів спектральних характеристик вузькосмугових оптичних фільтрів / В.І. Пецко, О.В. Міца, І.В. Фекешгазі // Компьютерная математика. — 2014. — № 1. — С. 37-45. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. |
| work_keys_str_mv |
AT peckoví modelûvannâprostorovopolârizacíinihparametrívspektralʹnihharakteristikvuzʹkosmugovihoptičnihfílʹtrív AT mícaov modelûvannâprostorovopolârizacíinihparametrívspektralʹnihharakteristikvuzʹkosmugovihoptičnihfílʹtrív AT fekešgazíív modelûvannâprostorovopolârizacíinihparametrívspektralʹnihharakteristikvuzʹkosmugovihoptičnihfílʹtrív AT peckoví modelirovanieprostranstvennopolârizacionnyhparametrovspektralʹnyhharakteristikuzkopolosnyhoptičeskihfilʹtrov AT mícaov modelirovanieprostranstvennopolârizacionnyhparametrovspektralʹnyhharakteristikuzkopolosnyhoptičeskihfilʹtrov AT fekešgazíív modelirovanieprostranstvennopolârizacionnyhparametrovspektralʹnyhharakteristikuzkopolosnyhoptičeskihfilʹtrov AT peckoví modelingspatialpolarizationparametersofspectralcharacteristicsofinterferenceopticalfilters AT mícaov modelingspatialpolarizationparametersofspectralcharacteristicsofinterferenceopticalfilters AT fekešgazíív modelingspatialpolarizationparametersofspectralcharacteristicsofinterferenceopticalfilters |
| first_indexed |
2025-11-26T22:40:57Z |
| last_indexed |
2025-11-26T22:40:57Z |
| _version_ |
1850778720248266752 |
| fulltext |
Компьютерная математика. 2014, № 1 37
Приведено узагальнені зміни пара-
метрів спектрів пропускання
багатошарових інтерференційних
структур (БІС) вузькосмугових
оптичних фільтрів в залежності
від поляризації та кута падіння
паралельних потоків випроміню-
вання відносно нормалі до їх по-
верхні. Отримані результати
особливо актуальні для визна-
чення ефективності використан-
ня збіжності або розбіжності
потоків випромінювання в оптич-
них системах при наявності БІС.
В.І. Пецко, О.В. Міца, І.В. Фекешгазі, 2014
В.І. ПЕЦКО, О.В. МІЦА, І.В. ФЕКЕШГАЗІ
Компьютерная математика. 2014, № 1 38
УДК 519.85
В.І. ПЕЦКО, О.В. МІЦА,
І.В. ФЕКЕШГАЗІ
МОДЕЛЮВАННЯ
ПРОСТОРОВО-
ПОЛЯРИЗАЦІЙНИХ
ПАРАМЕТРІВ
СПЕКТРАЛЬНИХ
ХАРАКТЕРИСТИК
ВУЗЬКОСМУГОВИХ
ОПТИЧНИХ
ФІЛЬТРІВ
Вступ. Перспективи розвитку
оптоелектроні-ки, лазерної
техніки та фотоніки вимагає
розроблення й синтезу
високоефективних ба-
гатошарових тонкоплівкових
систем з низь-кими втратами
та підвищеної хімічної стій-
кості [1]. Практична цінність
таких систем, зокрема і
фільтрів, полягає у тому, що
за їх допомогою можна в
широкому спектраль-ному інтервалі
змінювати значення коефіці-єнтів
пропускання і відбиття. Серед фільтрів
різних типів найпоширенішими є вузько-
смугові фільтри [2, 3], за допомогою яких
можна виділяти спектральні смуги різної
ширини, починаючи від декількох ангстремів
і закінчуючи десятими мікрона. Галузь їх
застосування дуже широка: це і лазерні резо-
натори [2, 3], і модулятори світла [4], й оп-
тичні телекомунікаційні елементи [5]. Вони
можуть бути використані для аналізу газу,
рідини, в системах пожежної безпеки та в
інших оптичних давачах і приладах. Варто
зазначити, що часто інтерференційні фільтри
за оптичними характеристиками успішно
конкурують зі спектральними приладами і
водночас значно менші за габаритами.
Для отримання таких систем необхідно
вирішити питання вибору матеріалів підкла-
динки і шарів, з яких складається система;
розрахунку товщини шарів і оптичних
параметрів конструкції [1 – 4]. За останні роки
набув чималого розвитку синтез багато-
шарових оптичних систем та суттєво роз-
ширилося їх технічне застосування для
формування різних за напрямком поширення,
поляризацією та спектральним складом потоків випромінювання [6 – 9] . Проте
при оцінці параметрів їх спектральних характеристик вважається, що паралельні
світлові потоки поширюються вздовж нормалі до поверхонь тонких плівок. Далі
наведені основні закономірності кутових та поляризаційних залежностей пропу-
скання світла вузькосмуговими оптичними фільтрами, що є особливо важливим
для оптичних систем, що функціонують у збіжних або розбіжних потоках
випромінювання.
Узагальнені зміни параметрів спектрів пропускання багатошарових
інтерференційних структур (БІС) отримано з аналізу спектрів пропускання
вузькосмугових оптичних фільтрів, для яких ці зміни є найбільш вразливими,
в залежності від поляризації та кута падіння паралельних потоків випро-
мінювання відносно нормалі до їх поверхні.
Аналіз проведено для структур 17-и шарових інтерференційних фільтрів
типу S – [хВ(1 – х)Н]42(1 – x)В[xН(1 – xВ]4, де S – підкладинка з показником
заломлення (nS), B і H відповідно шари з високим (nB) та низьким (nH)
МОДЕЛЮВАННЯ ПРОСТОРОВО-ПОЛЯРИЗАЦІЙНИХ ПАРАМЕТРІВ ...
Компьютерная математика. 2014, № 1 39
показниками заломлення і оптичними товщинами рівними 0
4
nd
λ= та сумар-
ною оптичною товщиною пари шарів хВ + (1 – х)Н = λ0/2, тобто рівною
половині робочої довжини хвилі 0λ при падінні світла вздовж нормалі до їх
поверхонь.
На рис. 1 показано типовий спектр пропускання вузькосмугових БІС та його
основні параметри: довжина хвилі максимуму пропускання – maxλ = λ0;
коефіцієнт максимуму пропускання – maxT ; півширини смуги пропускання 0,5δλ
на рівні 0,5 і 0,1δλ – на рівні 0,1 та відповідні їм значення довжин хвиль λ3 і λ4
та λ2 і λ5; ширини спектральних інтервалів подавлення пропускання K∆λ
і ,Д∆λ в межах яких пропускання нижче 0,1 у більш коротко- K∆λ і довго-
хвильовій Д∆λ областях з відповідними їм довжинами хвиль 1 2λ − λ і 6 5.λ − λ
Для розрахунку спектральних характеристик вузькосмугового фільтра
використовувався матричний метод [10], в якому характеристична матриця
одного шару задається у вигляді:
( )
cos ( , , ) sin ( , , )
( , , ) , 1
sin ( , , ) cos ( , , )
j
i
j j j j j jp
j j j
j j j j j j j
N d N d
M N d
ip N d N d
δ λ − δ λ
λ =
− δ λ δ λ
де
2 cos
( , , ) , (1 ), 1, , , , ,j j j
j j j j j j j j j j
N d
N d N n ik i n k d
π θ
δ λ = = + = − θ λ
λ
– показник заломлення, показник поглинання, геометрична товщина, кут між
променем, що падає на (j+1)-ий шар, і нормаллю до площини розділу j-го та
(j+1)-го шарів, довжина хвилі відповідно. Оскільки для зменшення світлових
втрат в оптичних елементах при просвітленні їх поверхонь використовуються
матеріали з незначним поглинанням, то будемо вважати для полегшення
моделювання kjc= 0 і, відповідно, Nj = nj. При цьому значення cosj j jp N= θ
для ТЕ хвилі (s-поляризація) і
cos
j
j
j
N
p =
θ
для ТМ хвилі (р-поляризація).
В.І. ПЕЦКО, О.В. МІЦА, І.В. ФЕКЕШГАЗІ
Компьютерная математика. 2014, № 1 40
РИС. 1. Форма та основні параметри спектрів пропускання вузькосмугових фільтрів
Характеристична матриця однорідної k-шарової структури буде рівною:
( ) ( ) ( ) ( ) ( )1 1 1 2 2 2 1 1 1, , , , , , , , , , ,k k k k k kM n d M n d M n d M n d M n d− − −λ = λ ⋅ λ ⋅⋅⋅ λ ⋅ λ (2)
де Mj – характеристична матриця j-го шару; ( )1 2 1, ,..., ,k kn n n n n−= – вектор
значень показників заломлення; ( )1 2 1, ,..., ,k kd d d d d−= – вектор значень
геометричної товщини; λ – довжина хвилі.
Звідси легко знайти коефіцієнт пропускання даної k-шарової структури при
заданих значеннях n , d та :λ
2
2 2 2 20 0
11 22 0 12 21
0 0
4
1
2
s
s
s
s s
p
T t
p p p
m m p p m m
p p p p
= =
+ + + +
, (3)
де 0 0 0cosp N= θ і coss s sp N= θ для ТЕ хвилі (s-поляризація); 0
0
0cos
N
p =
θ
і
cos
s
s
s
N
p =
θ
для ТМ хвилі (р-поляризація); 0θ – кут під яким промінь попадає на
шарувату структуру; sθ – кут під яким промінь попадає із шаруватої структури, в
кут заломлення; n0, nS − показники заломлення зовнішнього середовища і під-
кладинки відповідно, 11 12 21 22, , ,m m m m , – елементи характеристичної матриці .M
Для встановлення основних закономірностей змін кутових та поляриза-
ційних залежностей параметрів пропускання світла вузькосмуговими оптичними
фільтрами розроблено відповідне програмне забезпечення.
Дослідження проведені для фільтрів, що знаходяться в зовнішньому середо-
вищі із ( 0 1n = ) та утворені БІС чергуванням шарів B з високим ( 2,3)Вn = і H
МОДЕЛЮВАННЯ ПРОСТОРОВО-ПОЛЯРИЗАЦІЙНИХ ПАРАМЕТРІВ ...
Компьютерная математика. 2014, № 1 41
низьким ( 1,35Нn = ) показниками заломлення, осадженими на підкладинки із
скла К – 8 з 1,51.sn = Як робочі довжин хвиль використовувалися значення
для найбільш вживаних потоків випромінювання – 480, 630, 750 та 1000 нм.
Типовий характер зміни спектрів пропускання вузькосмугових інтерферен-
ційних фільтрів зі зміною кута падіння θ0 для s- та p-поляризацій світлових
потоків з довжиною хвилі 630 нм показано на рис. 2 для наглядності, а відпо-
відні значення основних параметрів наведено в табл. 1.
РИС. 2. Трансформація спектрів пропускання вузькосмугового фільтру
з робочою довжиною хвилі λ0 = 630 нм зі зміною кутів падіння
ТАБЛИЦЯ 1. Основні параметри спектрів пропускання вузькосмугового фільтру
з робочою довжиною хвилі λ0 = 630
нм
Кути
падін-
ня, 0θ
Максимум
пропу-
скання
Положення
максимуму
пропускан-
Півширина
смуги про-
пускання
Десятич-
на шири-
на смуги
Ширина
коротко-
хвильової
області
Ширина
довгохвильо-
вої області
блокування
а б
в г
РИС. 2. Трансформація спектрів пропускання вузькосмугового фільтру
В.І. ПЕЦКО, О.В. МІЦА, І.В. ФЕКЕШГАЗІ
Компьютерная математика. 2014, № 1 42
maxT ня
λmax , нм
0,5δλ , нм пропу-
скання
0,1δλ , нм
блоку-
вання
,K∆λ нм
,Д∆λ нм
°0 0,9587 630,00 2,47 7,57 108,30 170,16
s-поляризація
°30 0,9404 604,32 1,56 4,83 114,13 174,12
°45 0,9056 577,87 0,88 2,78 120,56 177,67
9256 ′° 0,8475 556,70 0,49 1,61 126,29 180,32
°60 0,8198 550,66 0,40 1,34 128,05 181,10
°75 0,5960 530,29 0,12 0,58 134,75 184,74
р-поляризація
°30 0,9738 603,68 3,60 10,98 98,27 142,20
°45 0,9910 574,88 5,82 17,77 84,24 109,87
9256 ′° 0,9999 550,13 9,51 29,82 67,57 76,87
°60 0,9983 542,73 11,24 36,18 60,99 64,11
°75 0,8938 516,35 26,32 – 8,66 –
З табл 1. видно, що для s-поляризації при збільшенні кута падіння світла
максимальні значення пропускання maxT поступово знижуються від 0,9587 при
0 0θ = ° до 0,5960 при 0 75 ,θ = ° при цьому положення λmax зміщується в корот-
кохвильову область від 630,00 до 530,29 нм (див. також рис. 2). Для
p-поляризації максимум пропускання зростає від 0,9587 при 0 0θ = ° до 0,9999
при 0 56 29 ,′θ = ° що пояснюється законом Брюстера ( 0 56 29′θ = ° – кут Брюстера
при показнику заломлення зовнішнього середовища 0 1,n = та показнику залом-
лення підкладинки 1,51sn = при проходженні світла із зовнішнього середовища
в підкладинку), а потім знижується до 0,8938 при 0 75 ,θ = ° при цьому λmax
значніше зміщується в короткохвильову область до 516,35 нм.
Півширина 0,5δλ смуги пропускання для s-поляризації зменшується від
2,47 нм при 0 0θ = ° до 0,12 нм при 0 75 ,θ = ° а для p-поляризації вона зростає від
2,47 нм при 0 0θ = ° до 26,32 нм при 0 75 .θ = °
Десятична ширина 0,1δλ для s-поляризації зменшується від 7,57 нм при
0 0θ = ° до 0,58 нм при 0 75 .θ = ° Для p-поляризації вона зростає до 36,18 нм при
0 60 ,θ = ° а при 0 75θ = ° повністю розширюється на спектральний діапазон.
Крім того, майже при всіх кутах падіння світла півширина 0,5δλ приблизно в
три рази нижча за 0,1δλ для обох поляризацій.
Ширина короткохвильової області блокування K∆λ пропускання світла для
s-поляризації зростає від 108,30 нм при 0 0θ = ° до 134,75 нм при 0 75 ,θ = ° а для
p-поляризації вона зменшується до 60,99 нм при 0 60 ,θ = ° а при 0 75θ = ° такий
інтервал складає лише 8.66 нм.
МОДЕЛЮВАННЯ ПРОСТОРОВО-ПОЛЯРИЗАЦІЙНИХ ПАРАМЕТРІВ ...
Компьютерная математика. 2014, № 1 43
Ширина довгохвильової області блокування Д∆λ пропускання світла для
s-поляризації зростає від 170,16 нм при 0 0θ = ° до 184,74 нм при 0 75 ,θ = ° а для
p-поляризації вона зменшується до 64,11 нм при 0 60 ,θ = ° а при вищих кутах
падіння пропускання стає вищим за 0,1. Крім того, для обох поляризацій та всіх
кутів падіння .Д K∆λ > ∆λ
Трансформацію параметрів смуг спектрів пропускання вузькозонних інтер-
ференційних фільтрів зі зміною робочої довжини хвилі відображають резуль-
тати , що приведені в табл. 2 – 4.
ТАБЛИЦЯ. 2. Трансформація максимумів та положень смуг пропускання вузькозонних
інтерференційних фільтрів зі зміною робочої довжини хвилі
0θ 0 480λ = 0 630λ = 0 750λ = 0 1000λ =
maxT λmax maxT λmax maxT λmax maxT λmax
°0 0,9587 480,00 0,9587 630,00 0,9587 750,00 0,9587 1000.00
s-поляризація
°30 0,9404 460,43 0,9404 604,32 0,9404 719,43 0,9404 959,23
°45 0,9056 440,28 0,9056 577,87 0,9056 687,94 0,9056 917,25
9256 ′° 0,8476 424,15 0,8475 557,48 0,8475 662,73 0,8476 883,65
°60 0,8198 419,55 0,8198 550,66 0,8199 655,55 0,8199 874,07
°75 0,5959 404,03 0,5960 530,29 0,5963 631,30 0,5960 841,73
р-поляризація
°30 0,9738 459,95 0,9738 603,68 0,9738 718,66 0,9738 958,22
°45 0,9910 438,01 0,9910 574,88 0,9910 684,39 0,9910 912,51
9256 ′° 0,9999 419,15 0,9999 550,13 0,9999 654,92 0,9999 873,23
°60 0,9983 413,51 0,9983 542,73 0,9983 646,11 0,9983 861,48
°75 0,8938 393,41 0,8938 516,35 0,8938 614,71 0,8938 819,61
Із аналізу даних приведених в табл. 1 – 4 результатів випливає, що: в області
прозорості складових вузькосмугових інтерференційних фільтрів можливе до-
сягнення максимуму пропускання вище за 95 % для всіх робочих довжин хвиль;
значення зміщень λmax в короткохвильову область зростають з ростом λ0; пів-
0,5δλ та десятична 0,1δλ ширини смуг пропускання, а також ширини коротко-
K∆λ та довгохвильових Д∆λ областей блокування пропускання світла зро-
стають з ростом λ0 незалежно від їх змін з ростом кутів падіння 0.θ Крім того,
для обох поляризацій та всіх кутах падіння .Д K∆λ > ∆λ
ТАБЛИЦЯ 3. Трансформація пів- та десятинної ширин смуг пропускання
вузькозонних інтерференційних фільтрів зі зміною робочої довжини хвилі
0θ 0 480λ = 0 630λ = 0 750λ = 0 1000λ =
В.І. ПЕЦКО, О.В. МІЦА, І.В. ФЕКЕШГАЗІ
Компьютерная математика. 2014, № 1 44
0,5δλ 0,1δλ 0,5δλ 0,1δλ 0,5δλ 0,1δλ 0,5δλ 0,1δλ
°0 1,88 5,77 2,47 7,57 2,94 9,02 3,92 12,02
s-поляризація
°30 1,19 3,68 1,56 4,83 1,86 5,74 2,48 7,66
°45 0,67 2,11 0,88 2,78 1,05 3,30 1,39 4,40
9256 ′° 0,37 1,23 0,49 1,61 0,58 1,91 0,78 2,55
°60 0,30 1,02 0,40 1,34 0,47 1,60 0,63 2,13
°75 0,09 0,44 0,12 0,58 0,13 0,70 0,18 0,93
р-поляризація
°30 2,74 8,36 3,60 10,98 4,40 13,06 5,71 17,42
°45 4,43 13,54 5,82 17,77 6,99 21,16 9,23 28,2
9256 ′° 7,24 22,72 9,51 29,82 11,32 35,5 15,09 47,33
°60 8,57 27,57 11,24 36,18 13,41 43,06 17,85 57,42
°75 20,06 – 26,32 – 35,61 – 41,79 –
ТАБЛИЦЯ 4. Трансформація ширин смуг подавлення пропускання вузькозонних
інтерференційних фільтрів зі зміною робочої довжини хвилі
0θ 0 480λ = 0 630λ = 0 750λ = 0 1000λ =
K∆λ
Д∆λ K∆λ
Д∆λ K∆λ
Д∆λ K∆λ
Д∆λ
°0 82,52 129,64 108,30 170,16 128,9 202,56 171,91 270,08
s-поляризація
°30 86,96 132,66 114,13 174,12 135,8 207,28 181,16 276,3
°45 91,87 135,37 120,56 177,67 143,5 211,52 191,38 282,0
°60 96,21 137,39 126,29 180,32 150,3 214,67 200,46 286,2
9256 ′° 97,56 137,98 128,05 181,10 152,4 215,59 203,25 287,4
°75 102,67 140,77 134,75 184,74 160,4 219,94 213,88 293,2
°30 74,87 108,34 98,27 142,20 116,9 169,29 155,98 225,7
°45 64,18 83,71 84,24 109,87 100,2 130,79 133,72 174,4
9256 ′° 51,48 58,57 67,57 76,87 80,43 91,52 107,25 122,0
°60 46,47 48,84 60,99 64,11 72,62 76,32 96,81 101,7
°75 6,59 – 8,66 – 10,31 – 13,74 –
Висновки. Встановлено, що незалежно від робочої довжини хвиль вузько-
зонних фільтрів при зростанні кута падіння параллельного пучка світла на бага-
тошарову інтерференційну систему:
- максимальні значення maxT пропускання для s-поляризованого світла змен-
шуються, а для р-поляризованого – зростають до кута Брюстера, а потім змен-
шуються, причому залишаючись завжди вищими, ніж для s-поляризованого
світла;
МОДЕЛЮВАННЯ ПРОСТОРОВО-ПОЛЯРИЗАЦІЙНИХ ПАРАМЕТРІВ ...
Компьютерная математика. 2014, № 1 45
- положення максимумів maxλ пропускання завжди зміщуються в коротко-
хвильову область, залишаючись вищими для s-поляризованого світла;
- пів- 0,5δλ та десятинна 0,1δλ ширини смуг пропускання для s-поляризо-
ваного світла зменшуються, а для р-поляризованого – зростають, залишаючись
завжди вищими;
- ширини спектральних інтервалів K∆λ та Д∆λ низького пропускання для
s-поляризованого світла зростають, а для р-поляризованого – зменшуються.
Отримані залежності параметрів інтерференційних фільтрів є ідентичними
для будь-яких використовуваних для їх виготовлення прозорих матеріалів під-
кладинок та високо- і низькозаломлюючих шарів.
1. Путилин Э.С Оптические покрытия. Учебное пособие. – СПб: СпбГУ, ИТМО, 2010. –
227 с.
2. McLeod H.A. Thin-Film Optical filters. – AdaM Hilger. London 1985. – 386 p.
3. Борисович Н. Инфракрасные фильтры. – Минск: Наука и техника, 1971. – С.
4. Глебов В.,Малютин А., Якунин В. ОМП. – 1992. – 4. – С. 56 – 58.
5. Фирцак Ю., Довгошей Н., Шарков В. и др. ОМП. – 1983. – 8 – С. 48 – 52.
6. Fekeshgazi І., Pervak V., Pervak Yu. // Sem. Phys. Quant. Elect. Optoel. – 2000. – 3. –
P. 371 – 378.
7. Яковлев П.П., Мешков Б.Б. Проектирование интерференционных покрытий. – М.: Маши-
ностроение, 1987. – 192 с.
8. Крылова Т.Н. Интерференционные покрытия. – Л.: Машиностроение, 1973. – 224 с.
9. Фурман Ш.А. Тонкослойные оптические покрытия. – Л.: Машиностроение, 1977. – 264 с.
10. Furman Sh., Tikhonravov A.V. Basics of optics of multiplayer systems // Editions Frontiers,
Gif-sur Yvette, 1992. – 242 p.
Одержано 04.03.2014
В.И. Пецко, А.В. Мица, И.В. Фекешгази
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННО-ПОЛЯРИЗАЦИОННЫХ ПАРАМЕТРОВ
СПЕКТРАЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК УЗКОПОЛОСНЫХ ОПТИЧЕСКИХ ФИЛЬТРОВ
Приведены обобщенные изменения параметров спектров пропускания многослойных интер-
ференционных структур (БИС) узкополосных оптических фильтров в зависимости от
поляризации и угла падения параллельных потоков излучения относительно нормали к их
поверхности. Полученные результаты особенно актуальны для определения эффективности
использования сходимости или расхождения потоков излучения в оптических системах при
наличии БИС.
V.I. Petcko, O.V.Mitsa, I.V. Fekeshtazi
MODELING SPATIAL-POLARIZATION PARAMETERS OF SPECTRAL
CHARACTERISTICS OF INTERFERENCE OPTICAL FILTERS
В.І. ПЕЦКО, О.В. МІЦА, І.В. ФЕКЕШГАЗІ
Компьютерная математика. 2014, № 1 46
The generalized parameter changes of transmission spectra of the interference multilayer structures
(BIS) of narrow-band optical filters are presented depending on polarization and the incidence of the
parallel radiation fluxes to the normal to the surface. The obtained results are particularly relevant
for determining the efficiency of convergence or divergence of the radiation fluxes in optical
systems in the presence of BIS.
Про авторів:
Пецко Василь Іванович,
аспірант кафедри кібернетики та прикладної математики
Ужгородського національного університету,
E-mail: petsko.vi@gmail.com
Міца Олександр Володимирович,
кандидат технічних наук,
доцент кафедри інформаційних управляючих систем і технологій
Ужгородського національного університету,
E-mail: alex.mitsa@gmail.com
Фекешгазі Іштван Вінцеєвич,
доктор фізико-математичних наук,
завідувач відділу нелінійних оптичних систем
Інституту фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України.
E-mail: fek_i@yahoo.com
|