189042. lajstromszámú szabadalom • Sáváteresztő interferenciaszűrő
1 189 042 2 A találmány tárgya sáváteresztő interferenciaszűrő, amelynek áteresztősáv-szélessége az áteresztősáv központi hullámhosszának 3 — 30 százaléka. Ilyen szűrőket használnak véges színképtartományok felbontására, valamint optikai elrendezéseknél és készülékeknél az ultraviola, a látható és a közeli infravörös tartományokban. Ismert, hogy a sáváteresztő interferenciaszürők réteges szerkezetűek, fémes és nemfémes, ill. csak nemfémes rétegekből épülnek fel, melyeket fényáteresztő hordozórétegen rendeznek el. A rétegeket „blokkszürő”-feladatot is ellátó borítólap védi a külső behatásoktól. A „716153” számú német szabadalmi leírásból ismertek átlátszó fémes és nemfémes rétegekből álló interferenciaszűrők, ezek hiányossága, hogy az áteresztősávi átvitelt a fémes rétegek fényelnyelése erő= sen lecsökkenti. A „913005” számú NSZK-beli szabadalmi leírásban olyan interferenciaszürőket ismertetnek, amelyek rétegszerkezete fényáteresztő, nemfémes, felváltva nagy és kis törésmutatójú rétegekből épül fel. Ezek maximális áteresztősávi átvitele a nemfémes rétegek csekély abszorpciója következtében igen jó. Sok alkalmazási területen hátrány azonban, hogy a nagy átvitelű tartomány csak egy szűk hullámhosszsávra korlátozódik. Az áteresztőtartomány szélesítése a rétegek számának csökkentésével megengedhetetlenül nagy zárótartományi fényáteresztést okoz, és az áteresztősáv határoló élei meredekségének romlásához vezet. Több kis rétegszámú, és ezért széles áteresztőtartományú szűrőelem összekapcsolásával kapjuk az úgynevezett „többszörös mélységű szűrőt” (Multiple cavity Filter), amelynek zárótartományi fenyáteresztése kicsi, továbbá meredek élekkel határolt, széles áteresztősávja van. Ilyen megoldást ismertet Knittel „Optics of Thin Films” című munkájában (John Wiley and Sons, London-New York 1976). Háromnál több szűrőelem összekapcsolásakor azonban jelentkeznek ez utóbbi megoldás lényeges hiányosságai. Az áteresztősávban abszorpciós sávszerkezet alakul ki, ami rontja az átvitelt. További hátrány, hogy ez a sávszerkezet rendkívül érzékeny a gyártási rétegvastagsághibákra. Ismert továbbá olyan sáváteresztő interferenciaszürő, melyet úgy állítanak elő, hogy kiszélesített áteresztősávú rövidhullámú szűrőt kiszélesített áteresztösávú hosszúhullámú szűrővel kombinálnak, úgy hogy az áteresztősávok közös tartománya hullámhosszsávot határol. (H. A. Macleod „Thin Films optical Filters” (Adam Hilger LTD, London 1969, 154. o.)) Ilyen megoldásról tesz említést a 6369 számú NDK- beli szabadalmi leírás. A fenti elv alapján megvalósított sáváteresztő interferenciaszűrők hátránya, hogy két különböző szűrőt és eltérő rétegszerkezetet követelnek, ezáltal nagyobb ráfordítás szükséges, továbbá a spektrális pontosság a két szűrő gyártási hibáinak összeadódása folytán nem kielégítő. A találmánnyal célunk a sáváteresztő interferenciaszűrők fent említett hiányosságainak kiküszöbölése, azaz a minőség javítása. A találmánnyal megoldandó feladat ennek megfelelően olyan optikai sáváteresztő interferenciaszürő megvalósítása volt, amelynek az áteresztősávi abszorpciós sávszerkezet kiküszöbölése következtében megfelelő az átvitele, de ez a többi kedvező szűrőjellemzőt, mint pl. az áteresztősáv megfelelő sávszélességét és a sávhatárok körzetében is nagy zárótartományi csillapítást nem befolyásolja hátrányosan. A kitűzött feladatot a találmány szerint olyan sáváteresztő interferenciaszűrővel oldottuk meg, amelynek fényáteresztő hordozólapra felvitt interferencia rétegszerkezete van, amely ragasztott borító üveglappal van lefedve. A rétegszerkezet több egymáson elrendezett, szimmetrikus felépítésű, pl. g2H, Hg2NH, HNg2HNH; vagy HNHg2NHNH rétegszerkezetű szűrőréteg csoportból áll. A rétegcsoportok között közbenső N rétegek helyezkednek el. A rétegcsoportok fényáteresztő nemfémes H, N, illetve g2H, g2N rétegeinek NH és nN törésmutatója különböző. Optikai rétegvastagságuk Xq központi szűrőhullámhossz negyedrésze, illetve X*,/4 kétszeresének g egész számú többszöröse (g = 1, 2, 3). Ezt azáltal oldottuk meg, hogy az interferencia rétegszerkezetben egy, illetve több külső rétegcsoport rétegeinek számát egy, illetve több belső rétegcsoport rétegeinek számához képest a külső H, illetve N rétegek elhagyásával csökkentettük, és/vagy egy, illetve több belső rétegcsoport középső g2H, illetve g2N rétegek optikai rétegvastagsága kisebb, mint egy, illetve több belső rétegcsoport középső rétegének optikai rétegvastagsága. Előnyös továbbá, ha az N, ill. g2N rétegek törésmutatója és a H, ill. g2H rétegek törésmutatója eltérő. Továbbá, előnyös az is, ha a közbenső N rétegek nN törésmutatója megegyezik a hordozó nT, illetve felragasztott borító üveglap esetén ennek nK törésmutatójával. Ha ezek törésmutatója különböző, akkor a hordozólap és az interferencia rétegszerkezet, és/vagy a rétegszerkezet és a felragasztott borító üveglap közé még egy közbenső N réteg kerülhet. A találmány lényege, hogy az interferenciaszűrő rétegszerkezetének legalább egy külső rétegsoportja egy, illetve több azonos rétegszerkezetű belső rétegcsoporttól abban különbözik, hogy H, illetve N rétegeinek száma, és/vagy középső rétegeinek vastagsága kisebb. Külső rétegcsoport alatt elsősorban a legalsó , a hordozólapon elrendezett rétegcsoportot, és a legfelső, a borító üveglap alatti rétegcsoportot értjük, de ide számújuk még adott esetben az alulról, illetve felülről második rétegcsoportokat is. Előnyös, ha a külső rétegcsoportok az azonos rétegszerkezetű belső rétegcsoportoktól csak abban különböznek, hogy két külső, Xq/4 optikai rétegvastagságú H, illetve N rétegük hiányzik, és/vagy középső g2H, illetve g2N rétegük 2H, illetve 2N réteggel csökkentve van. Ennek következtében a külső rétegcsoport optikai rétegvastagsága ko/2-vel kisebb, mint a belső rétegcsoporté. A találmány szerinti interferencia rétegszerkezet előnye, hogy segítségével a szűrő áteresztősávját károsan befolyásoló abszorpciós sávszerkezetek kiküszöbölhetők, illetve nagymértékben csökkenthetők, ezáltal javul az átvitel. A többi szürőjellemző, mint pl. a sávszélesség és a zárótartományi csillapítás változatlan marad. Hordozólapként, ill. borító üveglapként az általánosan használt üveglapokat alkalmazhatjuk, amelyek 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
