Характеристики оптических фильтров, построенных на основе периодических рельефных отражающих структур

Предложена схема оптического фильтра нового типа, построенного с использованием рельефной отражательной периодической дифракционной структуры, имеющей специфический прямоугольный профиль. Входной луч излучения направляется на рельефную структуру под определенным углом падения. Луч нулевого дифракционного порядка - это наш выходной луч, который отделен от других лучей дифракционного порядка с помощью диафрагмы. Плоскость отражения-падения параллельна рельефным линиям дифракционной структуры. Исследована зависимость мощности выходного пучка от угла падения и длины волны излучения. Показано, что коэффициент передачи мощности от входа к выходу схемы существенно зависит от длины волны оптического луча. Схема может быть использована в качестве фильтра оптического сигнала. Спектральная характеристика фильтра этого типа имеет колебательный характер. Нулевые (минимальные) значения коэффициента передачи мощности излучения от входа к выходу фильтра чередуются с максимальными значениями, близкими к единице. Спектральную характеристику фильтра легко изменить, изменив угол падения входного луча на рельефную отражающую структуру. Фильтры этого типа могут быть построены для ультрафиолетового, видимого и инфракрасного диапазона. Представлены расчеты зависимости параметров фильтра от глубины рельефа и угла падения входного оптического пучка на структуру рельефа.

Characteristics of optical filters built on the basis of periodic relief reflective structures

A scheme of a new type optical filter, built using a relief reflective periodic diffraction structure, which has a specific rectangular profile, is proposed. The input radiation beam is directed to the relief structure at a certain angle of incidence. The zero diffraction order beam is our output beam, which is separated from the other diffraction order beams with the help of a diaphragm. The incidence-reflection plane is parallel to the relief lines of the diffraction structure. The dependence of the output beam power on the angle of incidence and on the wavelength of the radiation is investigated. It is shown that the power transfer coefficient from the input to the output of the scheme substantially depends on the wavelength of the optical beam. The scheme can be used as an optical signal filter. The spectral characteristic of this type of filter has an oscillating character. The zero (minimum) values of the power transfer coefficient of radiation from the input to the output of the filter alternate with maximum values close to unity. The spectral characteristic of the filter is easy to change by changing the angle of incidence of the input beam to the relief reflecting structure. Filters of this type can be built for the ultraviolet, visible, and infrared range. Calculations of the dependence of the filter parameters on the relief depth and on the angle of incidence of the input optical beam to the relief structure are presented.