Logo
Logo

Интерференционные фильтры

A1  ?? Такой фильтр необходим для получения максимума пропускания в случае нормального падения волн с $\lambda=5500~\overset{\circ}{\mathrm{A}}$. Зная, что промежуточным веществом является криолит с показателем преломления $n=1.35$, определите возможные значения для расстояния $e$. Желательно иметь только одну полосу пропускания между $4000~\overset{\circ}{\mathrm{A}}$ и $7500~\overset{\circ}{\mathrm{A}}$ (фазовым сдвигом при отражении от металлизированных поверхностей можно пренебречь).

Нормальное падение

Максимумы пропускания соответствуют интерференции с усилением, т. е. разности хода$$\delta=2 n e=k_{0} \lambda_{0}=\ldots=k \lambda, \tag{1}$$где $k_{0}, \ldots, k$ – целые числа, указывающие на порядок интерференции для длин волн $\lambda_{0}, \ldots, \lambda$.

Находим максимум пропускания для фильтра с такой толщиной криолита, что
$$e=k_{0} \frac{\lambda_{0}}{2 n}=k_{0} e_{0},$$$$e=k_{0} \cdot \frac{5500}{2 \cdot 1.35}=k_{0} \cdot 2040~\overset{\circ}{\mathrm{A}}. \tag{2}$$Определим другие полосы пропускания в видимой области спектра. Только при расстояниях $e=e_{0}=2040~\overset{\circ}{\mathrm{A}}$ и $e=2 e_{0}=4080~\overset{\circ}{\mathrm{A}}$ имеется одна полоса пропускания.

Ответ:

$e$

 

 $\lambda_1$ $\lambda_0$ $\lambda_2$Число полос
пропускания
$e_{0}$$k=0.73$$k_0=1$$k=1.73$$1$
$2 e_{0}$$k=1.46$$k_0=2$$k=2.74$$1$
$3 e_{0}$$k=2.12$$k_0=3$$k=4.11$$2$
B1  ?? Как изменится длина волны максимума пропускания, если параллельные лучи падают на фильтр под углом $i$, а не под прямым углом?

Наклонное падение

При этом разность хода становится равной$$\delta=2 n e \cos r=k_{0} \lambda_{0}'. \tag{3}$$Сравните это выражение с уравнением $(1)$. Мы находим тот же порядок интерференции для более коротких волн$$\lambda_{0}'<\lambda_{0}.$$

Ответ: Когда фильтр наклонен, полосы пропускания сдвигаются в сторону более коротких волн.