Синтез светоделителей для поляризованного излучения

Котликов Е.Н., Лавровская Н.П., Тропин А.Н.

Полный текст на elibrary.ru

Ссылка для цитирования:

Котликов Е.Н., Лавровская Н.П., Тропин А.Н. Синтез светоделителей для поляризованного излучения // Оптический журнал. 2025. Т. 92. № 8. С. 72–81. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2025-92-08-72-81

Kotlikov E.N. Lavrovskaya N.P., Tropin A.N. Synthesis of beam splitters for polarized radiation [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2025. V. 92. № 8. P. 72–81. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2025-92-08-72-81

Ссылка на англоязычную версию:

Аннотация:

Предмет исследования. Методы проектирования светоделителей для поляризованного излучения, обладающих независимостью коэффициента отражения и пропускания для различных поляризаций падающего оптического излучения на основе оптических плёнок. Цель работы. Разработка методики проектирования светоделителей для поляризованного излучения с применением программы FilmAnalysis. Метод. Использована постановка задачи проектирования многослойных тонкоплёночных покрытий с применением оценочной функции с ограничениями. С применением численных итерационных методов многопараметрической оптимизации спроектированы структуры многослойных тонкоплёночных систем для светоделителей. Основные результаты. Предложена и описана методика проектирования светоделителей для поляризованного излучения в дальней инфракрасной области спектра 7–14 мкм. Приведены структуры спроектированных светоделителей для инфракрасного диапазона спектра. Для рабочей длины волны СО₂-лазера (10,6 мкм) получены структуры светоделителей, проанализирована разница в отражении и пропускании для S- и P-поляризаций. Практическая значимость. Полученные в работе результаты могут быть использованы при создании оптических и оптико-электронных приборов для таких современных приложений, как поляризационное тепловидение, поляризационная фурье-интерферометрия, в оптических трактах лазерного излучения.

Ключевые слова:

синтез (проектирование), интерференционные покрытия, светоделительные покрытия, инфракрасные системы, поляризация, спектры пропускания, отражения, поглощения

Коды OCIS: 310.1620, 310.6860

Список источников:

1. Scott Tyo J., Goldstein D.L., Chenault D.B., Shaw J.A. Review of passive imaging polarimetry for remote sensing applications // Applied Optics. 1 August 2006. V. 45. № 22. P. 5453–5469. https://doi.org/10.1364/AO.45.005453
2. Connor B., Carrie I., Craig R., Parsons J. Discriminative imaging using a LWIR polarimeter // Proc. SPIE 7113. Electro-Optical and Infrared Systems: Technology and Applications. 2008. V. 71130K. 2 October. https://doi.org/10.1117/12.802176
3. Aron Y., Gronau Y. Polarization in the LWIR: a method to improve target acquisition // Proc. of SPIE. 2005. V. 5783. P. 653–661. https://doi.org/10.1117/12.605316
4. Thériault J.-M., Fortin G., Lavoie H., Bouffard F., Lacasse P., Montembeault Y., Vallieres A., Farley V., Chamberland M. A new imaging FTS for LWIR polarization sensing: Principle and application // Fourier Transform Spectroscopy. OSA Technical Digest (CD) (Optica Publishing Group). 2011. Paper FTuD2. P. 217225. https://doi.org/10.1364/FTS.2011.FTuD2
5. Thériault J.-M., Puckrin E., Lavoie H., Francois B. Passive standoff detection of surface contaminants: A novel approach by differential polarization FTIR spectroscopy // International Journal of High Speed Electronics and Systems. 2008. № 8. P. 251–262. https://doi.org/10.1142/S0129156408005321
6. Stoyanova E., Levicharov P., Antonova K., Miloushev I., Tenev T. Design and elaboration of various multilayer beam splitters // J. of Phys.: Conference Series. 2023. V. 2436. P. 012006. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2436/1/012006
7. Давыдов Б.Л. Отражение лазерного излучения от оптически анизотропного кристалла с сохранением поляризационной экстинкции // Оптический журнал. 2020. Т. 87. № 7. С. 65–72. http://doi.org/ 10.17586/1023-5086-2020-87-07-65-72
Davydov B.L. Laser beam reflection from an optically anisotropic crystal retaining polarization extinction [in Russian] // Journal of Optical Technology. 2020. V. 87. № 7. P. 434–439. https://doi.org/10.1364/JOT.87.000434
8. Li L., Thériault J.-M., Guo, Y. Infrared polarizing beam-splitters for the 7 to 13 mm spectral region // Proc. of SPIE. 2011. V. 8168. P. id.816811-1. https://doi.org/10.1117/12.896940
9. Tikhonravov A.V., Trubetskov M. K., Debell G.W. Application of the needle optimization technique to the design of optical coatings // Applied Optics. 1996. V. 35. № 28. P. 5493–5508. https://doi.org/10.1364/AO.35.005493
10. Котликов Е.Н., Новикова Ю.А., Юрковец Е.В. Синтез ахроматических светоделительных покрытий для фурье-спектрофотометров дальнего ИК диапазона спектра // Изв. вузов. Приборостроение. 2018. Т. 61. № 6. С. 521–529. https://doi.org/10.17586/0021-3454-2018-61-6-521-529
Kotlikov E.N., Novikova Yu.A., Yurkovets E.V. Synthesis of achromatic beam splitting coatings for Fourier spectrophotometers in the far infrared range of the spectrum // J. of Instrument Engineering. 2018. V. 61. № 6. P. 521–529. https://doi.org/10.17586/0021-3454-2018-61-6-521-529
11. Котликов Е.Н., Котликов А.Н., Юрковец Е.В. Программа анализа оптических спектров пленок «FilmAnalysis» // Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2018611718 от 06.02.2017. РФ
Kotlikov E.N., Kotlikov A.N., Yurkovets E.V. Program for analyzing the optical spectra of films “FilmAnalysis” // Certificate of state registration of a computer program № 2018611718 dated 02/06/2017.RF12.Furman Sh.A., Tikhonravov A.V. Basics of optics of multilayers systems. Gif-sur-Yvette Cedex (France): Frontiers, 1992. 242 p.
13. Яковлев П.П., Мешков Б.Б. Проектирование интерференционных покрытий. М.: Машиностроение, 1987. 192 с.
Yakovlev P.P., Meshkov B.B. Design of interference coatings. Moscow: Mashinostroenie Publ., 1987. 192 p.
14. Котликов Е.Н., Иванов В.А., Новикова Ю.А., Тропин А.Н., Царев Ю.Н. Исследование оптических свойств пленок легированных фторидов // Известия ГУАП. Аэрокосмическое приборостроение. 2011. С. 117–122.
Kotlikov E.N., Ivanov V.A., Novikova Yu.A., Tropin A.N., Tsarev Yu.N. Study of the optical properties of doped fluoride films // Izvestia GUAP. Aerospace instrumentation. 2011. P. 117–122.
15. Минков И.М. Об определении глобального минимума в задаче синтеза тонкослойных покрытий // Оптика и спектроскопия. 1981. Т. 50. В. 4. С. 755–765.
Minkov I.M. On determining the global minimum in the problem of synthesizing thin-layer coatings // Optics and Spectroscopy. 1981. V. 50. № 4. P. 755–765.
16. Васильев Ф.П. Численные методы решения экстремальных задач. М.: Наука, 1980. 520 с.

Vasiliev F.P. Numerical methods for solving extremal problems. Moscow: Nauka, 1980. 520 p.
17. Евтушенко Ю.Г., Малкова В.У., Станевичюс А.А. Параллельный поиск глобального экстремума функций многих переменных // Ж. вычисл. матем. и матем. физ. 2009. Т. 49. № 2. С. 255–269.
Evtushenko Yu.G., Malkova V.U., Stanevichyus A.A. Parallel search for the global extremum of functions of several variables // Computational Mathematics and Mathematical Physics. 2009. V. 49. № 2. P. 255–269.
18. Абельсиитов Г.А., Голубев В.С., Гонтарь В.Г. и др. Технологические лазеры. Справочник. Т. 1 / Под общей ред. Абельсиитова Г.А. М.: Машиностроение, 1991. 432 с.
Abelsiitov G.A., Golubev V.S., Gontar V.G. et al. Technological lasers. Handbook. T. 1 / Ed. Abelsiitov G.A. Moscow: Mechanical Engineering, 1991. 432 p.