Способ изготовления отрезающих фильтров

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОТРЕЗАЮЩИХ ФИЛЬТРОВ(71) Заявитель Государственное научнопроизводственное объединение Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по материаловедению(72) Авторы Левченко Владимир Иванович Постнова Лариса Ивановна Барсукова Екатерина Леонидовна(73) Патентообладатель Государственное научно-производственное объединение Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по материаловедению(57) Способ изготовления отрезающих фильтров, заключающийся в выращивании кристаллического слитка твердого раствора и разрезании его на пластины, отличающийся тем, что выращивают слиток твердого раствора 1- с градиентом состава по длине из смеси бинарных компоненти , взятых в соотношении 11, при температуре 1150-1200 С из паровой фазы в вакуумированной кварцевой ампуле и перепаде температур между зонами испарения и кристаллизации 20-35 С и охлаждают его до комнатной температуры. Изобретение относится к области оптического приборостроения и может быть использовано для изготовления отрезающих коротковолновую часть спектра фильтров с различной граничной длиной волны, применяемых в спектральных приборах для устранения рассеянного излучения и побочных максимумов диспергирующих элементов, селекции отдельных участков спектра и линий источников оптического излучения, а также решения других задач. Известен способ изготовления отрезающего интерференционного фильтра путем нанесения на прозрачную подложку многослойного покрытия, состоящего из нескольких групп чередующихся слоев с высоким и низким коэффициентом преломления и изменяющейся от группы к группе толщиной отдельных слоев 1. 11644 1 2009.02.28 Недостатками этого способа являются сложность технологического процесса изготовления, большие потери в полосе пропускания и спектральная неоднородность поглощения в полосе поглощения. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является способ изготовления отрезающих фильтров с изменяющейся в диапазоне 0,38-0,44 мкм граничной длиной волны путем выращивания кристаллов твердого раствора - различного состава и последующего разрезания полученных кристаллов на пластины перпендикулярно оси роста 2. Недостатками этого способа являются ограниченный диапазон изменения граничной длиной волны получаемых фильтров, а также необходимость выращивания для каждой граничной длиной волны кристалла соответствующего состава, что усложняет и удорожает технологический процесс. Технической задачей настоящего изобретения является упрощение технологии изготовления и удешевление отрезающих фильтров, а также расширение диапазона изменения их граничной длины волны. Поставленная задача решается тем, что в способе изготовления отрезающих фильтров,заключающемся в выращивании кристаллического слитка твердого раствора и разрезании его на пластины перпендикулярно оси роста, слиток выращивают с градиентом состава по длине, из твердого раствора 1-. Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что выращивают слиток твердого раствора 1- с градиентом состава по длине из смеси бинарных компоненти , взятых в соотношении 11, при температуре 1150-1200 С из паровой фазы в вакуумированной кварцевой ампуле и перепаде температуры между зонами испарения и кристаллизации 20-35 С и охлаждают его до комнатной температуры. Способ осуществляется следующим образом. Кристалл твердого раствора 1- с градиентом состава в направлении роста выращивают из паровой фазы из смеси предварительно синтезированных бинарных компонент ( и ) в вакуумированной кварцевой ампуле, в горизонтальной трубчатой печи при температуре кристаллизации 1150-1200 С и перепаде температуры между зонами испарения и роста 20-35 С. В процессе кристаллизации в холодном конце ампулы зарождается и растет кристалл твердого раствора 1-, состав которого вследствие различной летучести бинарных компонент по мере роста изменяется в сторону менее летучей компоненты , что обеспечивает градиент состава в направлении роста. После завершения стадии выращивания печь с ампулой охлаждают до комнатной температуры и кристалл извлекают на воздух. Затем его разрезают перпендикулярно направлению роста на пластины, которые подвергают шлифовке и оптической полировке. В результате получается набор фильтров с различной граничной длины волны. Диапазон изменения граничной длины можно регулировать изменением соотношения исходных бинарных компонент. При увеличении содержанияон смещается в коротковолновую область спектра. Примеры конкретного выполнения способа. Пример 1. В качестве исходного материала для выращивания кристалла использовалась смесь 0,50,5. Исходные бинарные компоненты измельчали до размера зерна менее 1 мм, тщательно перемешивали и загружали в кварцевую ампулу с внутренним диаметром 10 мм, которую затем откачивали до остаточного давления 510-6 Тор и отпаивали. Процесс выращивания кристалла проводили в горизонтальной печи при температуре кристаллизации 1150 С и перепаде температуры между зонами испарения и роста 25 С в течение 50 ч. После этого печь с ампулой охлаждали до комнатной температуры и извлекали кристалл на воздух. Затем его разрезали алмазным диском перпендикулярно направлению 2 11644 1 2009.02.28 роста на пластины толщиной 3,3 мм, которые подвергали последовательно двухсторонней шлифовке и оптической полировке абразивными порошками М 28, М 10, М 5 и 1. Параметры фильтров определяли по спектрам поглощения в диапазоне длин волн 0,3-3 мкм,измеренным на спектрофотометре -500. Пример 2. Аналогично примеру 1 набор фильтров изготавливался из кристалла, выращенного из смеси 0,30,7. Влияние состава исходной смеси на диапазон изменения граничной длины волны набора фильтров иллюстрирует таблица. Крайние значения Ширина диапазона Содержаниедиапазона изменения изменения граничной Номер в исходной смеси для граничной длины волны длины волны набора эксперимента выращивания кристалла набора фильтров фильтров(мкм) 1 0,5 0,380-0,460 0,08 2 0,7 0,365-0,385 0,02 Прототип 0,380-0,440 0,06 Как видно, предложенный способ позволяет получать наборы фильтров с различным диапазоном изменения граничной длины, в том числе и с более широким, чем прототип. Преимуществом предложенного способа является то, что для получения набора фильтров с различной граничной длиной волны выращивают один кристалл твердого раствора с градиентом состава. Источники информации 1. Фурман Ш.А., Макаров Н.Ф. Пропускающие отрезающие интерференционные фильтры, используемые в инфракрасных спектральных приборах // Оптико-механическая промышленность. - 1968. -8. - С. 74-75. 2. Лисицкий И.С., Овсянникова Н.В., Дарвойд Т.Н., Белоусов А.П. Коротковолновое спектральное пропускание кристаллов твердых растворов галогенидов таллия // Оптикомеханическая промышленность. - 1981. -4. - С. 16-17. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3