BG67331B1 - Beam splitter with compact composite wedge interference structures - Google Patents
Beam splitter with compact composite wedge interference structures Download PDFInfo
- Publication number
- BG67331B1 BG67331B1 BG112846A BG11284618A BG67331B1 BG 67331 B1 BG67331 B1 BG 67331B1 BG 112846 A BG112846 A BG 112846A BG 11284618 A BG11284618 A BG 11284618A BG 67331 B1 BG67331 B1 BG 67331B1
- Authority
- BG
- Bulgaria
- Prior art keywords
- substructures
- wedge
- shaped
- beams
- separator
- Prior art date
Links
Landscapes
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
- Lenses (AREA)
Abstract
Description
Област на техникатаField of technology
Изобретението се отнася до разделител на монохроматичен светлинен сноп с композиционни клиновидни интерференчни структури за пространствено разделяне в отделни снопове на лъчението от единствен сноп или за сумиране на пространствено разделени снопове в единствен сноп, който намира приложение в оптиката и оптични устройства, оптични измерителни и анализаторни системи, лазерната техника, промишлени оптични апаратури, оптичните комуникации и др.The invention relates to a separator of a monochromatic light beam with composite wedge-shaped interference structures for spatial separation into separate beams of radiation from a single beam or for summation of spatially separated beams into a single beam, which finds application in optics and optical devices, optical measuring and analyzer systems , laser equipment, industrial optical equipment, optical communications, etc.
Предшестващо състояние на техникатаBACKGROUND OF THE INVENTION
Известни са устройства за пространствено разделяне на светлинен сноп в отделни снопове, използващи поляризационно разделяне [1], [2], като падащия лъч се разделя на два лъча с различна поляризация. Основен недостатък е управляемост на разделянето само при работата с поляризирана светлина, светлинна поляризираност на изходящите потоци и сложност на реализацията и некомпактност на разделителя.Devices for spatial separation of a light beam into separate beams using polarization separation [1], [2] are known, as the incident beam is divided into two beams with different polarization. The main disadvantage is the controllability of the separation only when working with polarized light, light polarization of the output streams and the complexity of the implementation and compactness of the separator.
Известни са устройства за пространствено разделяне на светлинен сноп в отделни снопове базирани на прозрачен материал с абсорбционно допирани примеси [1], [2], [3]. Недостатък са високите енергетични загуби от абсорбция от работните примеси, както и ограничението за работа с ниски мощности на падащия сноп за избягване на загряването и разрушението на делителя и некомпактност.Devices for spatially separating a light beam into separate beams based on a transparent material with absorption-doped impurities are known [1], [2], [3]. The disadvantage is the high energy losses from the absorption of the working impurities, as well as the restriction for operation with low powers of the falling beam to avoid heating and destruction of the divider and non-compactness.
Известни са устройства за пространствено разделяне на светлинен сноп в отделни снопове базирани тип Фабри-Перо интерферометри [1], [2]. Основен недостатък при тях е промяната на направлението на получените лъчи от разделянето при стандартното управление чрез ъглово завъртане, както и промяна на отражението на съставящите диелектрични отражатели при завъртането. При изграждането им от метални отражаващи слоеве допълнителен недостатък са високите загуби от поглъщане в отражателите. Модулирането на дебелината на специализиран Фабри-Перо интерферометъра чрез пиезо-разделители с електрическо управление и от там на енергетичното разделяне на падащия сноп, води до обща сложна и некомпактна електронно-оптична система-разделител, също с влияние на външни електрични и магнитни полета.Devices for spatial separation of a light beam into separate beams based on Fabry-Perot interferometers are known [1], [2]. The main disadvantage of them is the change of the direction of the obtained rays from the separation in the standard control by angular rotation, as well as the change of the reflection of the constituent dielectric reflectors during the rotation. When constructing them from metal reflective layers, an additional disadvantage is the high absorption losses in the reflectors. The modulation of the thickness of a specialized Fabry-Perot interferometer by electrically controlled piezo separators and hence the energy separation of the incident beam leads to a common complex and non-compact electron-optical separator system, also influenced by external electric and magnetic fields.
За групата разделители базирани на влакнесто-оптично разделяне [4] основен недостатък е неуправляемост на разделянето и некомпактносг на разделителя.For the group of separators based on fiber-optic separation [4], the main disadvantage is the uncontrollability of the separation and the compactness of the separator.
За разделители базирани на прости едноъглови интерференчни клиновидни структури [5] [6], основен недостатък е присъщата високата стръмност на промяна разделянето при транслацията им, което води до промяна на напречната пространствена структура на получените снопове от разделянето, късия линеен участък на разделяне или високата крайна стойност (70-80%) на разделянето при удължаване на линейния участък с изграждането му от огледала с нисък коефициент на отражение (10-20%).For separators based on simple single-angle interference wedge-shaped structures [5] [6], the main disadvantage is the inherent high steepness of the translation change during their translation, which leads to a change in the transverse spatial structure of the resulting separation beams, the short linear separation section or the high final value (70-80%) of the separation when extending the linear section with its construction of mirrors with low reflection coefficient (10-20%).
Техническа същност на изобретениетоTechnical essence of the invention
Задачата на изобретението е да се създаде разделител на падащ светлинен сноп в два отделни светлинни снопа с управляемо съотношение на мощностите в двата снопа, който да обезпечава плавна промяна на съотношението на мощностите в двата снопа, да е без или с пренебрежимо малки (Si под 3%) енергийни загуби от разделянето, да запазва при промяната на енергийното съотношение за сноповете направлението на разпространение на получените снопове, да е с възможност за разделяне на лъчения с високи мощности, без поляризационни изисквания към падащия сноп и получените снопове, с намалена деформация на напречнотоThe object of the invention is to create a splitting beam splitter in two separate light beams with a controllable power ratio in the two beams, which provides a smooth change in the power ratio in the two beams, without or with negligibly small (Si below 3 %) energy losses from the separation, to keep the direction of propagation of the received beams when changing the energy ratio for the beams, to be able to separate high-power radiation, without polarization requirements to the incident beam and the received beams, with reduced transverse deformation
BG 67331 Bl разпределение на формираните сноповете спрямо това на падащия, да постига понижена крайна стойност (25%) на разделянето и да бъде с компактна и опростена конструкция.BG 67331 Bl distribution of the formed bundles in relation to that of the falling one, to achieve a reduced final value (25%) of the separation and to have a compact and simple construction.
Задачата се решава с разделител на светлинен сноп на пространствено отделни снопове, който е изграден от насложени последователно интерференчни клиновидни субструктури Si и S2 по дължината им в геометрия на последователни попадания на преминалото лъчение от едната към последващата. Субструкгурите са с еднакви дължини от 3 до 15 cm. Те могат да бъдат клиновидно обработени подложки (от стъкло, кварц, сапфир) с дебелини 0,2-2 mm, паралелно разположени на разстояние от 0,1 до 10 mm една от друга по перпендикуляра към страните на клиновете, а също да представляват нанесени един върху друг частично отражаващи и пропускащи диелектрични слоеве за максимална компактност. Повърхностите на субструктурите са с минимална гладкост от λ/4, където λ е централната дължината на светлинната вълна, за която се използва разделителя. Всяка субструктура Si и S2 представлява подложка с нанесен върху всяка от повърхностите Ri,2 и R3j4 отражателен диелектричен слой или диелектрично огледало с коефициенти на отражение Γι>2 и г3,4 между 0,04 и 0,8. Самите субструктури могат да представляват клиновиден диелектричен слой от титанов двуокис, нанесени един върху друг. Ъгълът при върха на всяка клиновидна структура ой и а2 е с големина между 0.5x10 5 и 5x10 5 радиана, а субструктурите са с дебелини в средата ei и е2 между 1 и 1000 μ, с коефициенти на пречупване Πι и п2 на съответния материал, от който са изградени (например за стъкло щ и п2 = 1.44). Клиновидните слоеве субструктури са разположени така, че да бъдат с взаимно паралелни Физолинии на равен наклон (резонансни линии). За съответно две дебелини ei и е2 за едната и другата субструктури Si и S2 съответстващите резонанси се застъпват частично с отстояние между максимумите им с дължина на отстоянието (в mm) Δχ от 1/4 до 1/2 от полуширината на резонансната линия с по-голямата полуширина.The problem is solved with a light beam splitter into spatially separate beams, which is composed of superimposed interference wedge-shaped substructures Si and S 2 along their length in the geometry of successive hits of the transmitted radiation from one to the next. The substructures are of equal lengths from 3 to 15 cm. They can be wedge-shaped substrates (glass, quartz, sapphire) with thicknesses of 0.2-2 mm, located in parallel at a distance of 0.1 to 10 mm from each other perpendicular to the sides of the wedges, and also be applied partially reflecting and permeable dielectric layers on top of each other for maximum compactness. The surfaces of the substructures have a minimum smoothness of λ / 4, where λ is the central wavelength for which the separator is used. Each substructure Si and S 2 represents a substrate with a reflective dielectric layer or a dielectric mirror with reflection coefficients Γι > 2 and d 3 , 4 between 0,04 and 0,8 applied on each of the surfaces Ri, 2 and R 3j4. The substructures themselves may be a wedge-shaped dielectric layer of titanium dioxide deposited on top of each other. The angle at the vertex of each wedge-shaped structure oy and a 2 is between 0.5x10 5 and 5x10 5 radians, and the substructures have thicknesses in the middle ei and is 2 between 1 and 1000 μ, with refractive indices Πι and n 2 of the respective material from which they are made (for example for glass щ and н 2 = 1.44). The wedge-shaped layers of the substructures are arranged so as to be with mutually parallel Physolines on an equal slope (resonant lines). For two thicknesses ei and e 2, respectively, for both substructures Si and S 2 the corresponding resonances overlap partially with a distance between their maxima with a length of the distance (in mm) Δχ from 1/4 to 1/2 of the half-width of the resonant line with the larger half-width.
При дадените подбрани по-горе параметри на субструктурите и падащ светлинен лъч върху разделителя с диаметър, по-малък от полуширините на пространствените резонанси на двете субструктури Si и S2 за дадените дебелини и ъглите им а2 и а2, коефициентите на отражение на всяка субструктура г,.2 и г3,4 и отстоянието Δχ между резонансите формираното разпределение на пропускането от двете субструктури S,, и S2 по линията, перпендикулярна на ъглите на клиновете, има плавен линеен (или с минимални отстъпи от линейност) спад от максимална стойност до минимална при дължина на спада превишаваща линейния спад на пропускането за всеки съответен резонанс на субструктурите Si и S2 със стръмност на спадане по-малка от тази за съответните резонанси на субструктурите.Given the parameters of the substructures selected above and a incident light beam on the separator with a diameter less than the half-widths of the spatial resonances of the two Si and S 2 substructures for the given thicknesses and their angles a 2 and a 2 , the reflection coefficients of each substructure d,. 2 and d 3 , 4 and the distance Δχ between the resonances the formed distribution of the transmission from the two substructures S ,, and S 2 along the line perpendicular to the angles of the wedges has a smooth linear (or with minimal deviations of linearity) decrease from maximum to minimum at a decay length exceeding the linear decay of the transmission for each respective resonance of the Si and S 2 substructures with a declination slope less than that for the respective resonances of the substructures.
Предимство на разделителя, съгласно изобретението е, че той обезпечава плавен линеен спад на пропускането от максимална стойност до минимална с по-малка стръмност на спада от тази на резонанса за всяка субструктура при дължина на спада, превишаваща дължината на линейния спад на пропускането за всеки съответен резонанс на субструктурите. Това дава възможност, като съществено предимство, за плавна и линейна промяна на пропускането за падащия светлинен сноп спрямо тази на единичните образуващи субструктури Si и S2 без или с пренебрежимо малка деформация на разпределението на интензитета на светлината в напречното сечение на преминалия и отразения снопове. Управлението на съотношението на мощностите в двата снопа от разделянето на падащия сноп се осъществява с плавна транслация на разделителя в неговата равнина (равнината на двете образуващи субструктури) и по перпендикулярна линия на ръба на клиновете, което не променя направлението на разпространение за всеки от сноповете. В два формирани снопа при разделянето (преминал и отразен) се съсредоточава цялата мощност на падащия сноп, като в изградения от диелектричните слоеве разделител загубите в слоевете са пренебрежимо малки от разсейване и поглъщане в тях (части от процента - свойство на слоевете при тяхното качествено изграждане). При транслационното управление за субструктури с нанесени върху тях отражатели тип многослойни диелектрични огледала сеAn advantage of the separator according to the invention is that it provides a smooth linear decrease in transmission from maximum to minimum with a lower slope steepness than that of the resonance for each substructure at a drop length exceeding the length of the linear transmission drop for each respective resonance of substructures. This allows, as a significant advantage, for a smooth and linear change of the transmission for the incident light beam compared to that of the single forming substructures Si and S 2 without or with negligible deformation of the light intensity distribution in the transverse and reflected beams. The control of the power ratio in the two beams from the separation of the falling beam is carried out by smooth translation of the separator in its plane (the plane of the two forming substructures) and perpendicular to the edge of the wedges, which does not change the direction of propagation for each beam. In two formed beams during the separation (passed and reflected) the whole power of the falling beam is concentrated, as in the separator built by the dielectric layers the losses in the layers are negligibly small from scattering and absorption in them (parts of the percentage - property of the layers in their quality construction ). In translational control for substructures with multilayer dielectric mirrors applied to them,
BG 67331 Bl избягва нежеланата промяна на интерференчните свойства на диелектричните огледала поради запазване на ъгъла на падане. При наложени един върху друг подходящи диелектрични слоеве субструктури, разделителят представлява компактен листоподобен елемент с висока лъчево разрушителна устойчивост, надвишаваща MW/cm2.BG 67331 Bl avoids the undesired change of the interference properties of the dielectric mirrors due to the preservation of the angle of incidence. When suitable dielectric layers of substructures are superimposed on each other, the separator is a compact leaf-like element with high beam destructive resistance exceeding MW / cm 2 .
Предимствата на разделителя се реализират за директно падащи върху разделителя снопове с диаметър по-малък от полуширината на пространствените и спектрални резонанси на двете образуващи разделителя клиновидни субструктури. Ефективното действие на разделителя с по-широк попадащ сноп се осъществява при фокусировката на снопа върху разделителя, намаляваща диаметъра на попадащия за разделяне сноп.The advantages of the separator are realized for beams directly falling on the separator with a diameter smaller than the half-width of the spatial and spectral resonances of the two wedge-shaped substructures forming the separator. The effective action of the divider with a wider incident beam is realized by focusing the beam on the divider, reducing the diameter of the falling beam.
Пояснение на приложените фигуриExplanation of the attached figures
По нататък в описанието е представено едно примерно изпълнение на разделителя на светлинен сноп с композиционни клиновидни интерференчни структури, което е онагледено с помощта на придружаващите описанието чертежи, където:Further in the description is presented an exemplary embodiment of the light beam separator with composite wedge-shaped interference structures, which is illustrated by means of the drawings accompanying the description, where:
Фигура 1 - представлява примерно схематично изпълнение на работната част на разделителя с аналитична графика към него за пояснение на действието му.Figure 1 - is an exemplary schematic embodiment of the working part of the divider with analytical graphics to it to explain its operation.
Фигура 2 - представлява експериментална крива на пропускането за сноп с диаметър 1 mm за Не-Не лазер (λ = 0.6328 pm) и коефициент на отражение на огледалата 0.8, при което долната крива с кръговите точки е за разделителя съгласно изобретението, а горната крива с триъгълниците е за съставяща субструктура, използвана самостоятелно като разделител.Figure 2 - is an experimental transmission curve for a beam with a diameter of 1 mm for He-He laser (λ = 0.6328 pm) and a reflection coefficient of the mirrors 0.8, where the lower curve with circular points is for the separator according to the invention, and the upper curve with triangles is for a constituent substructure used alone as a separator.
Фигура 3 - представлява експериментална крива на пропускането за сноп с диаметър 1 mm за син полупроводников лазер (λ = 0.405 pm), за който коефициентите на отражение на огледалата са 0.15, при което долната крива с кръговите точки е за разделителя съгласно изобретението, а горната крива с триъгълниците е за съставяща субструктура, използвана самостоятелно като разделител.Figure 3 - is an experimental transmission curve for a beam with a diameter of 1 mm for a blue semiconductor laser (λ = 0.405 pm), for which the reflection coefficients of the mirrors are 0.15, where the lower curve with circular points is for the separator according to the invention, and the upper a curve with triangles is for a constituent substructure used alone as a separator.
Примери за изпълнение на изобретениетоExamples of the invention
В показаното на фигура 1 изпълнение се представя схематично практически важният случай на падащ паралелен лазерен сноп с примерен диаметър 1 mm (в случая от излъчващ на дължина на вълната 532 nm Nd:YAG лазер-втора хармонична). Ъгълът на падане на снопа към разделителя е 5°. В схематичното изпълнение, представено на фигура 1, разделителят е образуван от две наложени клиновидни диелектрични слоевообразни субструктури Si и S2, всяка представляваща клиновиден диелектричен слой със съответна оптична дебелина ei = 5 pm и е2 = 3 pm и ъгли на клиновете αι = 1.2 х IO'5 rad и α2 = 0.59 х 10'5 rad, и ъгъл на падане на лъча спрямо нормалата към равнината на разделителя 5°. Повърхностите на субструктурите са с отражателни покрития Ri 2 и R3 4 с коефициент на отражение ri>2 = 0.6, г2 4 = 0.5. Субструктурите в примера са нанесени върху стъклени подложки с размери за всяка с дължина 5.4 cm и ширина за Si = 1.8 cm. Подложката (подложките) са с малка клиновидност ~ (2°-5°) от непокритата страна за избягване на интерференчни ефекти. Слоевете, както е показано на фигура 1, са плътно един над друг на разстояние 5 mm и подходящо застъпени по рамото на клина за паралелност на линиите на равен наклон. Разстоянието Δχ по рамото на субструктурите между максимумите на избраните резонанси за Si (еι дебелина = 5 pm) и за S2, (е2 дебелина - 3 pm) е подбрано експериментално да бъде 65% от дължината на пространствената ширина на резонанса на S2 (8,4 cm на полувисочина) чрез приплъзване на субструктурите едната върху другата. В този случай, търсеният линеен участък от формираната крива на пропускане от произведението на двете криви има оптимална дължина - поголяма ~ 2 пъти от тази на всяка субструктура и стръмност на кривата на спадане мощност по малка от ~ 4The embodiment shown in Figure 1 schematically shows the practically important case of an incident parallel laser beam with an exemplary diameter of 1 mm (in the case of a 532 nm Nd: YAG second harmonic emitting wavelength). The angle of incidence of the beam to the separator is 5 °. In the schematic embodiment shown in Figure 1, the separator is formed by two superimposed wedge-shaped dielectric layered substructures Si and S 2 , each representing a wedge-shaped dielectric layer with a corresponding optical thickness ei = 5 pm and is 2 = 3 pm and wedge angles αι = 1.2 x IO ' 5 rad and α2 = 0.59 x 10' 5 rad, and the angle of incidence of the beam relative to the normal to the plane of the separator 5 °. The surfaces of the substructures have reflective coatings Ri 2 and R3 4 with reflection coefficient ri > 2 = 0.6, r 2 4 = 0.5. The substructures in the example were deposited on glass pads with dimensions for each with a length of 5.4 cm and a width for Si = 1.8 cm. The pad (s) are slightly wedge-shaped ~ (2 ° -5 °) on the uncovered side to avoid interference effects. The layers, as shown in Figure 1, are tightly spaced at a distance of 5 mm and suitably overlapped on the shoulder of the wedge for parallelism of the lines of equal slope. The distance Δχ along the arm of the substructures between the maxima of the selected resonances for Si (eι thickness = 5 pm) and for S 2 , (e 2 thickness - 3 pm) was chosen experimentally to be 65% of the length of the spatial width of the resonance of S 2 (8.4 cm at half height) by sliding the substructures one on top of the other. In this case, the required linear section of the formed transmission curve from the product of the two curves has an optimal length - greater than ~ 2 times that of each substructure and the steepness of the power drop curve less than ~ 4
BG 67331 Bl пъти спрямо стръмността на резонансното спадане за съставящите субструктури, което е търсеното подобрено действие на разделителя. Отразеният сноп е допълнителен на преминаващия с отчитане на пренебрежимите загуби в диелектричните слоеве.EN 67331 Bl times relative to the steepness of the resonant drop for the constituent substructures, which is the desired improved separation effect. The reflected beam is additional to the passing one, taking into account the negligible losses in the dielectric layers.
В долната част на фигура 1 е представена графика на аналитичното пресмятане на постигнатата трансформация на кривите на пропускане на отделните структури Si и S2 (дадени на фигурата с пунктираните линии) в търсената крива с подобрени разделителни качества от подходящо наслагване на пропускането на двете субструктури с подходящи резонанси и подходящото им застъпване. С пунктирани линии за сравнение са дадени съответните пресметнати резонансни криви на пропускане за всяка субструктура за случай на тяхната самостоятелна работа като разделителни едноклинови структури (интерференчни клинове) за падащият сноп със същия размер (изобразен с пунктир за начална част към линиите). С широката плътна стрелка към резултантната резонансната крива за S i + S2 е дадена схематично началната част от падащия сноп върху формираната линия от двете линии на разделителя. В представянето, дължината на всичките стрелки е еднаква, като дължините на частта от стрелките, отсечени от очертанията на резонансните криви, са пропорционални на разликата в пропускането за двата краища на падащия сноп, т. е. на деформацията след преминаването му през съответната субструктура и през разделителя, съгласно изобретението. За хомогенно разпределение на светлинния интензитет на сноповете деформацията на полето (за сноп е диаметър 1 mm) е повече от 4 пъти по-малка от тази за използване на единичните субструктури, като разделители интерференчни клинове (съответно 5%/ mm срещу 20%/ mm и 30%/ mm за едната и другата субструктури). В зависимост от приложението, при подбор на по-дълго отстояние Δχ между резонансите за описаните по-горе параметри на субструктурите, деформацията при разделителя спада ~ 6 пъти и повече в сравнение с тази в субструктурите, използвани като отделни разделители (3.3%/ mm срещу 20%/ mm и 30%/ mm). Областта на плавно линейно управление (намаление на пропускането) за разделителя по изобретението е 2-3.5 пъти поширока от тази за субструктурите, използвани като разделители поотделно. Максималното стартово пропускане и минималното за линейния участък се задава от диаметъра на снопа и огледалата на субструктурите и дебелината им.The lower part of Figure 1 presents a graph of the analytical calculation of the achieved transformation of the transmission curves of the individual Si and S 2 structures (given in the figure with the dotted lines) in the required curve with improved separation properties by appropriate superposition of the transmission of the two substructures with appropriate resonances and their appropriate overlap. The corresponding calculated resonant transmission curves for each substructure are given with dotted comparison lines for the case of their independent operation as separating single-wedge structures (interference wedges) for the incident beam of the same size (represented by a dotted line for the lines). With the wide solid arrow to the resultant resonance curve for S i + S 2 the initial part of the incident beam on the formed line from the two lines of the divider is given schematically. In the representation, the length of all arrows is the same, as the lengths of the part of the arrows cut from the outlines of the resonant curves are proportional to the difference in transmission for both ends of the incident beam, ie the deformation after passing through the corresponding substructure and through the separator according to the invention. For a homogeneous distribution of the light intensity of the beams, the field deformation (for a beam with a diameter of 1 mm) is more than 4 times less than that for the use of single substructures as interference wedge dividers (5% / mm vs. 20% / mm, respectively). and 30% / mm for both substructures). Depending on the application, when selecting a longer distance Δχ between the resonances for the parameters of the substructures described above, the deformation at the separator decreases ~ 6 times and more compared to that in the substructures used as separate separators (3.3% / mm vs. 20% / mm and 30% / mm). The area of smooth linear control (reduction of leakage) for the separator according to the invention is 2-3.5 times wider than that for the substructures used as separators separately. The maximum starting pass and the minimum for the linear section are set by the diameter of the beam and the mirrors of the substructures and their thickness.
За сравнение, на фигура 2 и фигура 3 (двойки графики) са представени експериментални криви на пропускането. Кривите с кръговете са за разделителя по изобретението с указаните по-горе параметри и за две отражения на огледалата на субструктурите. Коефициентите на отражение са 95%. Резултатът, посочен на фигура 2, е за сноп с диаметър 1 mm от Не-Не лазер (λ = 0.6328 pm) и отражение на огледалата на структурите 0.8, а на фигура 3 е за син полупроводников лазер (λ = 0.405 pm), за който коефициентите на отражение на огледалата са 0.15. На двете фигури долните криви с кръговите точки са за разделителя съгласно изобретението, а горните криви с триъгълниците са за съставяща субструктура, използвана самостоятелно като разделител - за случая Si.For comparison, experimental pass curves are shown in Figure 2 and Figure 3 (pairs of graphs). The curves with the circles are for the separator according to the invention with the above parameters and for two reflections of the mirrors of the substructures. The reflection coefficients are 95%. The result shown in Figure 2 is for a beam with a diameter of 1 mm from a He-He laser (λ = 0.6328 pm) and reflection of the mirrors of the structures 0.8, and in Figure 3 is for a blue semiconductor laser (λ = 0.405 pm), for which the reflection coefficients of the mirrors are 0.15. In both figures, the lower curves with the circular points are for the separator according to the invention, and the upper curves with the triangles are for a constituent substructure used independently as a separator - in the case of Si.
Графиките показват съществено по-добрите практически показатели на разделителя по изобретението (2 пъти по широка област на плавно линейно управление, повече от 4 пъти по-малка стръмност на кривата на спада и от там на силно намалена (практически пренебрежима) деформация на формираните снопове при разделянето. Комбинацията с по-ниския коефициент на отражение на огледалата обезпечава съществено поголяма дължина на управление (~7 mm) и плавност и то при по-ниски стойности на крайното пропускане от 10% за линейния участък (линеен спад на пропускането от 40% до 5%) съответно и може да бъде прилагана с предимство в тези граници на управление.The graphs show significantly better practical indicators of the separator according to the invention (2 times wider area of smooth linear control, more than 4 times less steepness of the downward curve and hence of greatly reduced (practically negligible) deformation of the formed beams at The combination with the lower reflection coefficient of the mirrors provides a significantly longer steering length (~ 7 mm) and smoothness at lower final transmission values of 10% for the linear section (linear reduction of the transmission from 40% to 5%) respectively and can be applied with advantage within these limits of management.
Съществено намаление на деформациите при практически същата дължина на линейното управление се постига при фокусировка на падащия сноп (петно с диаметър - 0.1-0.2 mm върху разделителя.Significant reduction of deformations at practically the same length of the linear control is achieved when focusing the incident beam (spot with a diameter of 0.1-0.2 mm on the separator.
BG 67331 BlBG 67331 Bl
Деформациите при разделителя са от порядъка на части от процент и по-малко, което на практика означава работа напълно без деформация, докато за субструктурите деформациите са ~ 10%. Най-подходящ случай за приложение на фокусировка на снопа е разделяне на Гаусов сноп. В този случай фокусиращата леща формира във фокуса, който трябва да съвпада с челната повърхност на разделителя, шийка с плосък вълнов фронт на снопа който е особено подходящ за действие на клиновидните субструктури и на композирания от тях разделител. Оптимален случай на приложение е фокусиране със сравнително дългофокусна леща (фокално разстояние 10-15 cm) за необходимата дължина от 5-10 mm на плосковълновата част на фокусираното лъчение. Така се въвежда в разделителя фокусиран стеснен сноп с формирана шийка върху разделителя и с дължина на Релей на плосък вълнов фронт по-голяма от дебелината на разделителя в участъка на падане на снопа.The deformations at the separator are of the order of parts of a percentage and less, which in practice means operation completely without deformation, while for the substructures the deformations are ~ 10%. The most suitable case for applying beam focusing is Gaussian beam splitting. In this case, the focusing lens forms in the focus, which must coincide with the front surface of the separator, a neck with a flat wavefront of the beam which is particularly suitable for the action of the wedge-shaped substructures and the separator composed by them. The optimal case of application is focusing with a relatively long-focus lens (focal length 10-15 cm) for the required length of 5-10 mm of the plane-wave part of the focused radiation. Thus, a focused narrow beam with a formed neck on the separator and with a relay length on a flat wavefront greater than the thickness of the separator in the area of the beam fall is introduced into the separator.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BG112846A BG67331B1 (en) | 2018-12-12 | 2018-12-12 | Beam splitter with compact composite wedge interference structures |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BG112846A BG67331B1 (en) | 2018-12-12 | 2018-12-12 | Beam splitter with compact composite wedge interference structures |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BG112846A BG112846A (en) | 2020-06-30 |
| BG67331B1 true BG67331B1 (en) | 2021-05-31 |
Family
ID=74856496
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| BG112846A BG67331B1 (en) | 2018-12-12 | 2018-12-12 | Beam splitter with compact composite wedge interference structures |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| BG (1) | BG67331B1 (en) |
-
2018
- 2018-12-12 BG BG112846A patent/BG67331B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BG112846A (en) | 2020-06-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4515441A (en) | Dielectric polarizer for high average and high peak power operation | |
| Gay et al. | Surface Wave Generation and Propagation on Metallic Subwavelength Structures Measured<? format?> by Far-Field Interferometry | |
| US8390928B2 (en) | Forming light beams and patterns with zero intensity central points | |
| US9904069B2 (en) | Apparatus and method for speckle reduction in laser processing equipment | |
| JPH01315704A (en) | Dielectric laminate analyzer | |
| WO2015055518A2 (en) | High brightness dense wavelength multiplexing laser | |
| US20210263201A1 (en) | Innovative solutions to improve laser damage thresholds of optical structures | |
| RU2654993C1 (en) | Laser device | |
| JP2019049691A (en) | Method for generating terahertz radiation and terahertz radiation source | |
| US4565426A (en) | Beam splitter | |
| EP2511751A1 (en) | Spatially relaying radiation components | |
| US5608577A (en) | Optical mirror and optical device using the same | |
| CN110618480A (en) | 90-degree deflection optical element, and use method and application thereof | |
| EP2848968A1 (en) | Mid-infrared bandpass interference filter and external cavity laser unit incorporating same | |
| JP4142179B2 (en) | Multilayer mirror | |
| RU2582909C2 (en) | Disc laser (versions) | |
| BG67331B1 (en) | Beam splitter with compact composite wedge interference structures | |
| US4930878A (en) | Achromatic phase retarder arrangement | |
| JP7446323B2 (en) | Reflection and/or diffraction-based methods and apparatus for generating high-energy terahertz pulses | |
| CN110244498B (en) | Nonlinear frequency conversion crystal | |
| RU2390811C1 (en) | Optical system for semiconductor lasers | |
| EP2668538B1 (en) | Spatially splitting or combining radiation beams | |
| Sakata et al. | Superachromatic Reflective Phase Retarder for the Polarization Conversion of Attosecond Pulses | |
| CN108604039A (en) | Wavelength separated element for nonlinear frequency conversion device | |
| BG113233A (en) | Integrated light beam splitter |