Свойства многокомпонентных ахроматических и суперахроматических волновых пластинок нулевого порядка
ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ПРОИЗВОДСТВА
УДК 535.51
СВОЙСТВА МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ АХРОМАТИЧЕСКИХ И СУПЕРАХРОМАТИЧЕСКИХ ВОЛНОВЫХ ПЛАСТИНОК НУЛЕВОГО ПОРЯДКА
© 2009 г.
А. В. Самойлов*, канд. физ.-мат. наук; В. С. Самойлов**, канд. физ.-мат. наук; А. С. Климов***; Е. А. Оберемок***, канд. физ.-мат. наук *** Институт физики полупроводников НАН Украины, Киев, Украина *** ПК “Астроприбор” при ГАО НАН Украины, Киев, Украина *** Киевский национальный университет им. Тараса Шевченко, Киев, Украина
*** E-mail: oya@univ.kiev.ua, samoylov@isp.kiev.ua
Представлены спектральные зависимости фазового сдвига и положения оптической оси для трех-, пяти- и семикомпонентных волновых пластинок нулевого порядка, изготовленных из полиметилметакрилата (ПММА), обладающего искусственно вызванной анизотропией.
Кроме того, представлены зависимости фазового сдвига волновых пластинок от угла падения лучей и температуры, а также спектральная зависимость пропускания пластинок.
Коды OCIS: 120.2130.
Поступила в редакцию 13.08.2008.
Введение
Конструкция многокомпонентных волновых пластинок нулевого порядка описана в работе [1]. В работах [2,3] представлены рассчитанные и экспериментально измеренные спектральные зависимости фазового сдвига для трех- (ахроматической) и пятикомпонентной (суперахроматической) волновых пластинок.
Увеличением числа компонентов в пластинке можно добиться расширения спектральной области ахроматизации [4]. Целью данной работы явилось изготовление семикомпонентной четвертьволновой пластинки нулевого порядка и измерение ее спектральных характеристик. Измерены также зависимости положения оптической оси от длины волны для трех-, пяти- и семикомпонентных волновых пластинок. Кроме того, исследованы зависимости фазового сдвига волновых пластинок от температуры и угла падения лучей, а также спектры пропускания пластинок.
Конструкция
Конструкция семикомпонентной волновой пластинки показана на рис. 1.
По сравнению с пятикомпонентной в ней между крайними добавлена дополнительная
1 1
2 2
2 3
2 2
3 4
2 2
1 1
Рис. 1. Конструкция семикомпонентной ахроматической волновой пластинки.
пара компонентов. Оптические оси пар компо-
нентов, симметричных относительно централь-
ного, параллельны. Фазовые сдвиги τ2 центральных компонентов равны 180°, а крайних τ1 ≤ 180° в нулевом порядке для центральной длины волны λ0. Значение τ1 для λ0 и углов α1, α2 и α3 рассчитываются для требуемого значения эквивалентного фазового сдвига таким образом,
что при одинаковом изменении фазового сдвига
компонентов от заданного, безразлично какими
причинами оно вызвано (изменение длины вол-
80 “Оптический журнал”, 76, 5, 2009
ны, температуры, угла падения), эквивалентный фазовый сдвиг всей конструкции остается в некоторых пределах постоянным [4].
В ПК “Астроприбор” при ГАО НАН Украины изготовляются ахроматические (АПАВ) и суперахроматические (АПСАВ-5, АПСАВ-7) волновые пластинки нулевого порядка, состоящие из трех, пяти и семи анизотропных полимерных пластин соответственно, склеенных между двумя стеклянными (или кварцевыми) окнами. Такая конструкция обеспечивает хорошее качество прошедшего волнового фронта, а также минимизирует отклонение луча (при контролируемой склейке) и поверхностные отражательные потери.
Спектральные зависимости фазового сдвига и ориентации оптической оси. Спектральная зависимость пропускания
На рис. 2 представлены типичные спектральные зависимости фазового сдвига для трех-, пяти- и семикомпонентных волновых пластинок. На оси абсцисс отложена нормированная длина волны λ/λ0, где λ0 – центральная длинна волны, а на оси ординат – сдвиг фаз в волнах. При допуске на фазовый сдвиг ±0,01λ область применимости пластин ограничивается пределами от λ1/λ0 до λ2/λ0. Для волновых пластин, представленных на рис. 2, отношение граничных длин волн λ2/λ1 приведены в табл. 1.
Из рис. 2 и табл. 1 видно, что область ахроматизации семикомпонентной четвертьволновой пластинки существенно больше, чем у пятикомпонентной, что делает их изготовление и применение перспективным. Добавление двух дополнительных компонентов в полуволновую пластинку АПСАВ-5 также приводит к расширению области ахроматизации, однако внутри
спектрального диапазона появляются области, в которых фазовый сдвиг существенно (до 15°) отличается от 180° [4]. Такое отклонение вряд ли может считаться допустимым, что делает изготовление и применение семикомпонентных полуволновых пластинок нецелесообразным. Приведенные результаты показывают, что пятикомпонентные полуволновые пластинки по области ахроматизации шире, чем аналогичные четвертьволновые и практически такие же, как и семикомпонентные четвертьволновые пластинки.
У многокомпонентных волновых пластинок азимут оптической оси зависит от длины волны. На рис. 3 представлены эти зависимости для трех-, пяти- и семикомпонентных волновых пластинок. В области ахроматичности колебание ориентации оптической оси незначительно, однако в случае необходимости это явление нужно учитывать.
На рис. 4 приведена спектральная зависимость пропускания суперахроматической волновой пластинки (при просветленных внешних окнах). В коротковолновой области порог пропускания определяется порогом пропускания полиметилметакрилата (при использовании кварцевых окон). В длинноволновой области имеются две характерные для ПММА полосы
Таблица 1. Отношение граничных длин волн λ2/λ1
Волновая пластинка
λ2/λ1 λ/4 пластинки λ/2 пластинки
АПАВ
1,53
1,5
АПСАВ – 5
2,15
2,40
АПСАВ – 7
2,40
—
Фазовый сдвиг (в волнах)
0,27 0,25
(а) 0,52
3 0,50 12
1
(б) 2
0,23 0,6
1,0 1,4 Нормированная длина волны
0,48 0,6
1,0 1,4 Нормированная длина волны
Рис. 2. Спектральные зависимости фазового сдвига для трех-(1), пяти- (2) и семикомпонентных (3) волновых пластинок. а –λ/4 волновые пластинки, б – λ/2 волновые пластинки.
“Оптический журнал”, 76, 5, 2009
81
Отклонение оптической оси, град
3
2
0 3 1
2 (а)
0 2
–2
–4
1
(б)
–3 0,6
1,0 1,4 Нормированная длина волны
0,6
1,0 1,4 Нормированная длина волны
Рис. 3. Зависимость азимута оптической оси от длинны волны для трех- (1), пяти- (2) и семикомпонентных (3) волновых пластинок. а –λ/4 волновые пластинки, б – λ/2 волновые пластинки.
Пропускание, %
Отклонение фазового сдвига, град
100
50
0 300
900 1500 Длина волны, нм
Рис. 4. Спектр пропускания суперахроматической волновой пластинки (при просветленных внешних окнах).
поглощения. Однако при необходимости можно изготавливать и использовать волновые пластинки, работающие вплоть до 1600 нм, учитывая при этом особенности пропускании пластинок в инфракрасной области спектра.
Зависимость фазового сдвига от угла падения
На рис. 5 представлены зависимости отклонения фазового сдвига четверть- и полуволновой пластинок АПСАВ-5 от угла падения для разных
8 (а)
0
–8 0
6 (в)
0
–6 0
4 3 5
2 6
7 1 8
6 12
1 2 3 8
4 7 5 6
6 12 Угол падения лучей, град
4
0
–4 0 4
0
–4 0
(б)
120 240 360 (г)
120 240 360 Азимут падения лучей, град
Рис. 5. Типичные зависимости отклонения фазового сдвига суперахроматических четверть- (а, в) и полуволновых (б, г) фазовых пластинок. а, б – от угла падения для разных азимутов падения, от-
считанных от направления оптической оси (1 – 0°, 2 – 22,5°, 3 – 45°, 4 – 67,5°, 5 – 90°, 6 – 112,5°, 7 – 135°, 8 – 157,5°), в, г – от азимута падения лучей при фиксированном угле падения 10°.
82 “Оптический журнал”, 76, 5, 2009
Отклонение фазового сдвига, град
азимутов падения лучей, отсчитанных от направления оптической оси (а), а также зависимость отклонения фазового сдвига от азимута падения лучей относительно оптической оси при фиксированном угле падения 10° (б). Исследования проводились на длине волны 0,63 мкм с использованием поляриметрических методов измерения и обработки данных, описанных в работах [5, 6]. Оказалось, что есть азимуты, при которых фазовый сдвиг вообще не зависит от угла падения лучей (для четвертьволновой: 22,5°, 112,5°, 202,5°, 292,5°; для полуволновой: 45°, 135°, 225° и 315°), и есть азимуты, при которых эта зависимость наиболее сильная (для четвертьволновой: 67,5°, 157,5°, 247,5°, 337,5° и для полуволновой: 0°, 90°, 180°, 270°). Причем фазовый сдвиг при увеличении угла падения может как увеличиваться (азимуты 67,5°, 247,5°), так и уменьшаться (азимуты 157,5°, 337,5°).
Для четвертьволновой семикомпонентной пластинки АПСАВ-7 (характер зависимостей аналогичен АПСАВ-5 на рис. 5) азимуты не чувствительные к углу падения, находятся в районе 12°, 102°, 192° и 282°, а азимуты, при которых зависимость от угла падения максимальна – 57°, 147°, 237° и 327°.
Таким образом, при падении на пластинку реального пучка, содержащего наклонные лучи разных азимутов, отклонения фазового сдвига может быть как положительным, так и отрицательным. Но при угле падения ± 9° для четвертьволновой пластинки и ± 11° для полуволновой отклонения фазового сдвига не превышают ± 3,6° (т. е. ± 0,01λ). Эти значения и определяют угловую апертуру суперахроматических волновых пластинок.
Таблица 2. Температурная зависимость фазового сдвига пластинки λ/4 АПСАВ-5
Температура, (оС) Фазовый сдвиг (в волнах) –12 0,2465 –5 0,2480 5 0,2500 15 0,2508 25 0,2514 42 0,2503
Температурная зависимость фазового сдвига
Изменение температуры одинаковым образом влияет на фазовые сдвиги отдельных компонентов пластинок (как и изменение длины волны). Поэтому можно ожидать, что зависимость фазового сдвига многокомпонентной фазовой пластинки от температуры будет подобной зависимости фазового сдвига от длины волны.
В табл. 2 представлены данные измерений зависимости фазового сдвига четвертьволновой АПСАВ-5 от температуры. Внутри измеряемого интервала есть область, в которой фазовый сдвиг практически вообще не зависит от температуры. Экстраполяция этой зависимости позволяет заключить, что в рабочей области температур (–20 °C – +50 °C) изменение фазового сдвига не превышает 0,01λ.
Технические характеристики многокомпонентных волновых пластинок
В табл. 3 приведены технические характеристики ахроматических и суперахроматических волновых пластинок нулевого порядка, изготав-
Таблица 3.1. Технические характеристики многокомпонентных волновых пластинок
Анизотропный материал
Комплект анизотропных полимерных пластин
Материал внешних окошек
Хорошо отожженное оптическое стекло
Фазовый сдвиг Точность сдвига фаз Искажение волнового фронта
λ/4, λ/2, λ/2,83 (90°, 180°, 127°) ± λ/100 < 0,2 волны на см. при 632,8 нм
Диапазон рабочих температур Отклонение луча Антиотражающее покрытие
– 20 °C ÷ +50 °C ≤ 5 arc sec широкополосное, многослойное, R < 1% от поверхности
Рабочий диаметр
15, 20, 25, 30, 40, 50, 60 мм
Световой диаметр Порог разрушения
≥ 90% внешнего диаметра 500Вт/см2 CW
Очистка
Спирт
“Оптический журнал”, 76, 5, 2009
83
Таблица 3.2. Технические характеристики многокомпонентных волновых пластинок
Тип пластинки
Технические характеристики
Угловая апертура
Толщина, мм
Область длин волн, нм
Ахроматические АПАВ
± 7° 4÷8 340 ÷ 520 360 ÷ 550 400 ÷ 610 450 ÷ 685 500 ÷ 760 600 ÷ 910 700 ÷ 1060 700 ÷ 1220
Суперахроматические АПСАВ-5
± 10° 5 ÷ 12
340 ÷ 730 360 ÷ 770 400 ÷ 860 450 ÷ 960 500 ÷ 1070 550 ÷ 1180 600 ÷ 1280
Суперахроматические АПСАВ-7
± 10° 7 ÷ 14
340 ÷ 810 360 ÷ 860 400 ÷ 950 450 ÷ 1070 500 ÷ 1200 550 ÷ 1320
ливаемых в ПК “Астроприбор”. По совокупности свойств ахроматические и суперахроматические волновые пластинки нулевого порядка являются одними из лучших, а по своим габаритам (до 60 мм) – уникальными.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бугаенко О.И., Кучеров В.А., Самойлов В.С. Ахроматическая фазовая пластинка // А. с. № 1269067. Бюл. изобр. 1986. № 41. С. 89.
2. Кучеров В.А. Многокомпонентные симметричные ахроматические фазовые пластинки. II составные фазосдвигатели с небольшим числом элементов // Кинематика и физика небесных тел. 1986. Т. 2. № 1. С. 82–87.
3. Samoylov A.V., Samoylov V.S., Vidmachenko A.P., Perekhod A.V. Achromatic and super-achromatic zero-order waveplates // Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. 2004. V. 88. P. 319–325.
4. Кучеров В.А. Спектрополяриметрия Юпитера в полосах поглощения метана // Дис. канд. физ.-мат. наук. Киев: ГАО НАН Украины, 1986. 128 с.
5. Savenkov S.N., Oberemok Ye.A., Klimov A.S., Skoblya Yu.A., Obukhov N.A. Complete and incomplete imaging Mueller matrix polarimetry of homogeneous anisotropic media // Proc. SPIE. 2007. V. 6536. P. 65360J.
6. Savenkov S.N., Mar’enko V.V., Oberemok E.A., Sydoruk O.I. Generalized matrix equivalence theorem for polarization theory // Phys. Rev. E. 2006. V. 74. P. 056607.
84 “Оптический журнал”, 76, 5, 2009
УДК 535.51
СВОЙСТВА МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ АХРОМАТИЧЕСКИХ И СУПЕРАХРОМАТИЧЕСКИХ ВОЛНОВЫХ ПЛАСТИНОК НУЛЕВОГО ПОРЯДКА
© 2009 г.
А. В. Самойлов*, канд. физ.-мат. наук; В. С. Самойлов**, канд. физ.-мат. наук; А. С. Климов***; Е. А. Оберемок***, канд. физ.-мат. наук *** Институт физики полупроводников НАН Украины, Киев, Украина *** ПК “Астроприбор” при ГАО НАН Украины, Киев, Украина *** Киевский национальный университет им. Тараса Шевченко, Киев, Украина
*** E-mail: oya@univ.kiev.ua, samoylov@isp.kiev.ua
Представлены спектральные зависимости фазового сдвига и положения оптической оси для трех-, пяти- и семикомпонентных волновых пластинок нулевого порядка, изготовленных из полиметилметакрилата (ПММА), обладающего искусственно вызванной анизотропией.
Кроме того, представлены зависимости фазового сдвига волновых пластинок от угла падения лучей и температуры, а также спектральная зависимость пропускания пластинок.
Коды OCIS: 120.2130.
Поступила в редакцию 13.08.2008.
Введение
Конструкция многокомпонентных волновых пластинок нулевого порядка описана в работе [1]. В работах [2,3] представлены рассчитанные и экспериментально измеренные спектральные зависимости фазового сдвига для трех- (ахроматической) и пятикомпонентной (суперахроматической) волновых пластинок.
Увеличением числа компонентов в пластинке можно добиться расширения спектральной области ахроматизации [4]. Целью данной работы явилось изготовление семикомпонентной четвертьволновой пластинки нулевого порядка и измерение ее спектральных характеристик. Измерены также зависимости положения оптической оси от длины волны для трех-, пяти- и семикомпонентных волновых пластинок. Кроме того, исследованы зависимости фазового сдвига волновых пластинок от температуры и угла падения лучей, а также спектры пропускания пластинок.
Конструкция
Конструкция семикомпонентной волновой пластинки показана на рис. 1.
По сравнению с пятикомпонентной в ней между крайними добавлена дополнительная
1 1
2 2
2 3
2 2
3 4
2 2
1 1
Рис. 1. Конструкция семикомпонентной ахроматической волновой пластинки.
пара компонентов. Оптические оси пар компо-
нентов, симметричных относительно централь-
ного, параллельны. Фазовые сдвиги τ2 центральных компонентов равны 180°, а крайних τ1 ≤ 180° в нулевом порядке для центральной длины волны λ0. Значение τ1 для λ0 и углов α1, α2 и α3 рассчитываются для требуемого значения эквивалентного фазового сдвига таким образом,
что при одинаковом изменении фазового сдвига
компонентов от заданного, безразлично какими
причинами оно вызвано (изменение длины вол-
80 “Оптический журнал”, 76, 5, 2009
ны, температуры, угла падения), эквивалентный фазовый сдвиг всей конструкции остается в некоторых пределах постоянным [4].
В ПК “Астроприбор” при ГАО НАН Украины изготовляются ахроматические (АПАВ) и суперахроматические (АПСАВ-5, АПСАВ-7) волновые пластинки нулевого порядка, состоящие из трех, пяти и семи анизотропных полимерных пластин соответственно, склеенных между двумя стеклянными (или кварцевыми) окнами. Такая конструкция обеспечивает хорошее качество прошедшего волнового фронта, а также минимизирует отклонение луча (при контролируемой склейке) и поверхностные отражательные потери.
Спектральные зависимости фазового сдвига и ориентации оптической оси. Спектральная зависимость пропускания
На рис. 2 представлены типичные спектральные зависимости фазового сдвига для трех-, пяти- и семикомпонентных волновых пластинок. На оси абсцисс отложена нормированная длина волны λ/λ0, где λ0 – центральная длинна волны, а на оси ординат – сдвиг фаз в волнах. При допуске на фазовый сдвиг ±0,01λ область применимости пластин ограничивается пределами от λ1/λ0 до λ2/λ0. Для волновых пластин, представленных на рис. 2, отношение граничных длин волн λ2/λ1 приведены в табл. 1.
Из рис. 2 и табл. 1 видно, что область ахроматизации семикомпонентной четвертьволновой пластинки существенно больше, чем у пятикомпонентной, что делает их изготовление и применение перспективным. Добавление двух дополнительных компонентов в полуволновую пластинку АПСАВ-5 также приводит к расширению области ахроматизации, однако внутри
спектрального диапазона появляются области, в которых фазовый сдвиг существенно (до 15°) отличается от 180° [4]. Такое отклонение вряд ли может считаться допустимым, что делает изготовление и применение семикомпонентных полуволновых пластинок нецелесообразным. Приведенные результаты показывают, что пятикомпонентные полуволновые пластинки по области ахроматизации шире, чем аналогичные четвертьволновые и практически такие же, как и семикомпонентные четвертьволновые пластинки.
У многокомпонентных волновых пластинок азимут оптической оси зависит от длины волны. На рис. 3 представлены эти зависимости для трех-, пяти- и семикомпонентных волновых пластинок. В области ахроматичности колебание ориентации оптической оси незначительно, однако в случае необходимости это явление нужно учитывать.
На рис. 4 приведена спектральная зависимость пропускания суперахроматической волновой пластинки (при просветленных внешних окнах). В коротковолновой области порог пропускания определяется порогом пропускания полиметилметакрилата (при использовании кварцевых окон). В длинноволновой области имеются две характерные для ПММА полосы
Таблица 1. Отношение граничных длин волн λ2/λ1
Волновая пластинка
λ2/λ1 λ/4 пластинки λ/2 пластинки
АПАВ
1,53
1,5
АПСАВ – 5
2,15
2,40
АПСАВ – 7
2,40
—
Фазовый сдвиг (в волнах)
0,27 0,25
(а) 0,52
3 0,50 12
1
(б) 2
0,23 0,6
1,0 1,4 Нормированная длина волны
0,48 0,6
1,0 1,4 Нормированная длина волны
Рис. 2. Спектральные зависимости фазового сдвига для трех-(1), пяти- (2) и семикомпонентных (3) волновых пластинок. а –λ/4 волновые пластинки, б – λ/2 волновые пластинки.
“Оптический журнал”, 76, 5, 2009
81
Отклонение оптической оси, град
3
2
0 3 1
2 (а)
0 2
–2
–4
1
(б)
–3 0,6
1,0 1,4 Нормированная длина волны
0,6
1,0 1,4 Нормированная длина волны
Рис. 3. Зависимость азимута оптической оси от длинны волны для трех- (1), пяти- (2) и семикомпонентных (3) волновых пластинок. а –λ/4 волновые пластинки, б – λ/2 волновые пластинки.
Пропускание, %
Отклонение фазового сдвига, град
100
50
0 300
900 1500 Длина волны, нм
Рис. 4. Спектр пропускания суперахроматической волновой пластинки (при просветленных внешних окнах).
поглощения. Однако при необходимости можно изготавливать и использовать волновые пластинки, работающие вплоть до 1600 нм, учитывая при этом особенности пропускании пластинок в инфракрасной области спектра.
Зависимость фазового сдвига от угла падения
На рис. 5 представлены зависимости отклонения фазового сдвига четверть- и полуволновой пластинок АПСАВ-5 от угла падения для разных
8 (а)
0
–8 0
6 (в)
0
–6 0
4 3 5
2 6
7 1 8
6 12
1 2 3 8
4 7 5 6
6 12 Угол падения лучей, град
4
0
–4 0 4
0
–4 0
(б)
120 240 360 (г)
120 240 360 Азимут падения лучей, град
Рис. 5. Типичные зависимости отклонения фазового сдвига суперахроматических четверть- (а, в) и полуволновых (б, г) фазовых пластинок. а, б – от угла падения для разных азимутов падения, от-
считанных от направления оптической оси (1 – 0°, 2 – 22,5°, 3 – 45°, 4 – 67,5°, 5 – 90°, 6 – 112,5°, 7 – 135°, 8 – 157,5°), в, г – от азимута падения лучей при фиксированном угле падения 10°.
82 “Оптический журнал”, 76, 5, 2009
Отклонение фазового сдвига, град
азимутов падения лучей, отсчитанных от направления оптической оси (а), а также зависимость отклонения фазового сдвига от азимута падения лучей относительно оптической оси при фиксированном угле падения 10° (б). Исследования проводились на длине волны 0,63 мкм с использованием поляриметрических методов измерения и обработки данных, описанных в работах [5, 6]. Оказалось, что есть азимуты, при которых фазовый сдвиг вообще не зависит от угла падения лучей (для четвертьволновой: 22,5°, 112,5°, 202,5°, 292,5°; для полуволновой: 45°, 135°, 225° и 315°), и есть азимуты, при которых эта зависимость наиболее сильная (для четвертьволновой: 67,5°, 157,5°, 247,5°, 337,5° и для полуволновой: 0°, 90°, 180°, 270°). Причем фазовый сдвиг при увеличении угла падения может как увеличиваться (азимуты 67,5°, 247,5°), так и уменьшаться (азимуты 157,5°, 337,5°).
Для четвертьволновой семикомпонентной пластинки АПСАВ-7 (характер зависимостей аналогичен АПСАВ-5 на рис. 5) азимуты не чувствительные к углу падения, находятся в районе 12°, 102°, 192° и 282°, а азимуты, при которых зависимость от угла падения максимальна – 57°, 147°, 237° и 327°.
Таким образом, при падении на пластинку реального пучка, содержащего наклонные лучи разных азимутов, отклонения фазового сдвига может быть как положительным, так и отрицательным. Но при угле падения ± 9° для четвертьволновой пластинки и ± 11° для полуволновой отклонения фазового сдвига не превышают ± 3,6° (т. е. ± 0,01λ). Эти значения и определяют угловую апертуру суперахроматических волновых пластинок.
Таблица 2. Температурная зависимость фазового сдвига пластинки λ/4 АПСАВ-5
Температура, (оС) Фазовый сдвиг (в волнах) –12 0,2465 –5 0,2480 5 0,2500 15 0,2508 25 0,2514 42 0,2503
Температурная зависимость фазового сдвига
Изменение температуры одинаковым образом влияет на фазовые сдвиги отдельных компонентов пластинок (как и изменение длины волны). Поэтому можно ожидать, что зависимость фазового сдвига многокомпонентной фазовой пластинки от температуры будет подобной зависимости фазового сдвига от длины волны.
В табл. 2 представлены данные измерений зависимости фазового сдвига четвертьволновой АПСАВ-5 от температуры. Внутри измеряемого интервала есть область, в которой фазовый сдвиг практически вообще не зависит от температуры. Экстраполяция этой зависимости позволяет заключить, что в рабочей области температур (–20 °C – +50 °C) изменение фазового сдвига не превышает 0,01λ.
Технические характеристики многокомпонентных волновых пластинок
В табл. 3 приведены технические характеристики ахроматических и суперахроматических волновых пластинок нулевого порядка, изготав-
Таблица 3.1. Технические характеристики многокомпонентных волновых пластинок
Анизотропный материал
Комплект анизотропных полимерных пластин
Материал внешних окошек
Хорошо отожженное оптическое стекло
Фазовый сдвиг Точность сдвига фаз Искажение волнового фронта
λ/4, λ/2, λ/2,83 (90°, 180°, 127°) ± λ/100 < 0,2 волны на см. при 632,8 нм
Диапазон рабочих температур Отклонение луча Антиотражающее покрытие
– 20 °C ÷ +50 °C ≤ 5 arc sec широкополосное, многослойное, R < 1% от поверхности
Рабочий диаметр
15, 20, 25, 30, 40, 50, 60 мм
Световой диаметр Порог разрушения
≥ 90% внешнего диаметра 500Вт/см2 CW
Очистка
Спирт
“Оптический журнал”, 76, 5, 2009
83
Таблица 3.2. Технические характеристики многокомпонентных волновых пластинок
Тип пластинки
Технические характеристики
Угловая апертура
Толщина, мм
Область длин волн, нм
Ахроматические АПАВ
± 7° 4÷8 340 ÷ 520 360 ÷ 550 400 ÷ 610 450 ÷ 685 500 ÷ 760 600 ÷ 910 700 ÷ 1060 700 ÷ 1220
Суперахроматические АПСАВ-5
± 10° 5 ÷ 12
340 ÷ 730 360 ÷ 770 400 ÷ 860 450 ÷ 960 500 ÷ 1070 550 ÷ 1180 600 ÷ 1280
Суперахроматические АПСАВ-7
± 10° 7 ÷ 14
340 ÷ 810 360 ÷ 860 400 ÷ 950 450 ÷ 1070 500 ÷ 1200 550 ÷ 1320
ливаемых в ПК “Астроприбор”. По совокупности свойств ахроматические и суперахроматические волновые пластинки нулевого порядка являются одними из лучших, а по своим габаритам (до 60 мм) – уникальными.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бугаенко О.И., Кучеров В.А., Самойлов В.С. Ахроматическая фазовая пластинка // А. с. № 1269067. Бюл. изобр. 1986. № 41. С. 89.
2. Кучеров В.А. Многокомпонентные симметричные ахроматические фазовые пластинки. II составные фазосдвигатели с небольшим числом элементов // Кинематика и физика небесных тел. 1986. Т. 2. № 1. С. 82–87.
3. Samoylov A.V., Samoylov V.S., Vidmachenko A.P., Perekhod A.V. Achromatic and super-achromatic zero-order waveplates // Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. 2004. V. 88. P. 319–325.
4. Кучеров В.А. Спектрополяриметрия Юпитера в полосах поглощения метана // Дис. канд. физ.-мат. наук. Киев: ГАО НАН Украины, 1986. 128 с.
5. Savenkov S.N., Oberemok Ye.A., Klimov A.S., Skoblya Yu.A., Obukhov N.A. Complete and incomplete imaging Mueller matrix polarimetry of homogeneous anisotropic media // Proc. SPIE. 2007. V. 6536. P. 65360J.
6. Savenkov S.N., Mar’enko V.V., Oberemok E.A., Sydoruk O.I. Generalized matrix equivalence theorem for polarization theory // Phys. Rev. E. 2006. V. 74. P. 056607.
84 “Оптический журнал”, 76, 5, 2009