Фильтрующие элементы
Спектральные разделители пучка света могут строиться как на принципе селективного поглощения, так и на принципе интерференционного разложения излучения. Например, сконцентрированный солнечный свет может быть отфильтрован с помощью элементов, содержащих раствор сульфата кобальта, который будет абсорбировать часть энергии до того, как излучение попадет на находящиеся под ним кремниевые диоды.
В таблице 12.3 приведены результаты измерения прозрачности (светопро — пускания) фильтров толщиной 5 см с концентрацией сульфата кобальта 1 г/л.
Видно, что фильтр имеет разную прозрачность для различных частот. Поглощенная фильтром энергия может быть использована для получения полезного тепла. Фильтры рассмотренного типа имеют окно в частотном диапазоне от 350 до 550 ТГц, пропуская таким образом лишь излучение, наилучшим образом соответствующее характеристикам кремниевых полупроводников, ширина запрещенной зоны которых отвечает частоте излучения 265 ТГц.
Другим классом спектрально селективных фильтров являются интерференционные фильтры. Эти фильтры состоят из ряда слоев материалов с различными преломляющими способностями. На наружной поверхности каждого слоя часть излучения отражается, а другая его часть проходит дальше. В связи с волновой природой излучения при некоторых частотах потоки отраженного излучения могут складываться, усиливая один другого, а прошедшего — вычитаться, полностью сводя на нет пропускание такого излучения через элемент. Таким образом, обеспечивается эффективное отражение излучения на определенных частотах. В других областях спектра излучение проходит сквозь интерференционный фильтр.
Так 12-слойный фильтр, состоящий из шести пар слоев Si02 и ТЮ2 толщиной Т./4, имеет зону отражения в диапазоне от 312 до 385 ТГц с довольно резкими гра
ницами и отражательной способностью в этом диапазоне частот на уровне 95 %. Отраженное излучение может быть эффективно преобразовано кремниевыми элементами. В частотном диапазоне прошедшего сквозь фильтр излучения имеет место заметная рябь (выше 385 ТГц и ниже 312 ТГц), однако средний коэффициент пропускания данного селективного фильтра составляет около 80 %.