近红外非共线声光可调谐滤波器设计理论的选取方法

根据对二氧化碲声光材料特性的不同考虑,存在几种不同的非共线声光可调谐滤波器(AOTF)设计理论。分析和比较了3种常用的非共线声光作用关系,研究结果表明,在近红外波段,P.A.Gass非共线声光作用关系能较准确地反映AOTF各参数之间的关系。选取P.A.Gass理论作为设计基础,针对0.8~2.0μm非共线AOTF,阐述了入射光极角选择、色散补偿以及几何参数选择等优化设计方法;给出了0.8~2.0μm非共线AOTF的设计参数,理论计算各项性能指标保持在较好水平,表明了P.A.Gass理论对该波段AOTF设计的适用性。对于推进近红外非共线AOTF的广泛应用具有指导意义。     

o光入射型声光可调滤光器

该文采用氧化碲晶体制作了一种o光入射型声光可调滤光器,并对其分光原理进行了理论分析,推导出超声极角、孔径角和光波长与频率的调谐关系等o光入射型声光可调滤光器常用公式,通过实测与分析验证了其准确性。实验结果表明,该o光入射型声光可调滤光器可以对目标的o光特性进行光谱成像分析,弥补了e光入射型声光可调滤光器不能分析目标o光特性的不足。     

基于动量匹配的声光滤波器设计与性能分析

声光滤波技术作为一种新的分光手段在光谱成像等领域有着广阔的应用前景。高性能声光滤波器的设计与制作是声光滤波技术的核心关键。从声光相互作用的基本理论出发,研究了声光作用过程中动量失配量对声光滤波器衍射效率的影响。并进一步分析了声光滤波器的角孔径以及衍射线宽的变化规律。研究结果表明,声光滤波器的调谐关系随入射光角度的变化而变,在确定入射光角度的情况下,衍射光波长和超声波频率一一对应。另外,随着入射光角度的变化,衍射光的波长发生变化的同时,其线宽以及角孔径发生明显变化,通过调整入射光的角度可以相应改变衍射光的线宽,实现窄带的声光滤波,提高声光滤波器的光谱分辨本领,也可以调整入射光的角度获得较大的角孔径,提高滤波器的集光能力。理论的计算结果与实验结果符合的较好。研究结果对高性能声光滤波器的设计提供有意义的借鉴和参考,并推动声光滤波技术更广泛应用。     

材料特性对声光可调滤波器光谱分辨率的影响

声光可调谐滤波器(AOTF)是一种利用各向异性介质中的声光作用工作的快速可调谐的分光元件,通过调节所加载的超声波频率可实现对出射光波长进行灵活、快速地调节.光谱分辨率是评价声光可调滤波器性能的主要指标之一.以二氧化碲非共线声光可调滤波器为研究对象,基于声光作用基本原理,系统推导了非共线声光可调滤波器光谱分辨率公式,并分...     

基于不同介质材料的AOTF特性研究综述

基于不同介质材料的AOTF(声光可调谐滤波器)具有不同的性质及应用场合.目前应用于紫外、可见光和红外波段的AOTF主要以α-SiO2、TeO2和TAS( Tl3AsSe3)为介质.为了得到性能更优的AOTF,人们一直在探寻新型双折射晶体材料来代替α-SiO2和TAS.文章汇总并讨论了近年来人们针对基于TeO2、KDP(...     

基于AOTF分光方式的短波红外成像光谱仪背景辐射特性

由于声光可调滤波器(AOTF)晶体和声电换能器制造工艺的限制,基于AOTF分光方式的成像光谱仪通光孔径和光学透过率较小,导致有效目标入射量较小,此时系统背景辐射的影响不容忽视。具体阐述了系统背景辐射对信噪比及辐射精度的影响,对系统背景辐射量进行了理论分析计算,并通过实验验证了背景辐射的温度特性。最后,提出局部控温的方法来抑制背景辐射的影响,并通过实验验证了其有效性,为工程系统设计提供了必要的参考。文中的研究同样适用于其他有效目标入射辐射量小或系统工作环境温度变化大的红外光谱成像系统。     

基于TeO_2晶体的声光可调谐滤波器消色散设计

声光可调谐滤波器(AOTF)是一种新型的色散元件,被广泛应用到光谱成像领域,但由于其在调谐时,衍射角会随着波长的变化而变化,造成图像漂移。为了解决AOTF光谱相机晶体色散引起的图像漂移问题,采用了在晶体出射面外添加棱镜的方法。通过分析晶体旋光性对介质外衍射角的影响,比较发现当入射光极角很大时,必须考虑晶体的旋光性对介质外衍射角的影响,在此基础之上分析棱镜偏折角与棱镜顶角和材料的关系,当入射光极角为28°时,添加顶角为10.1°的棱镜可得到0.0007°的消色散偏差。由此说明,在光路中添加材料和顶角合适的棱镜,可以很好地消除AOTF光谱相机中晶体的色散。     

一般相位匹配条件下声光可调谐滤波器系统的理论分析

研究非共线性声光可调谐滤波器(AOTF)在一般相位匹配条件下的声光相互作用关系。对于通常设计制造的声光可调谐滤波器,它的o光和e光具有不同的波长,应用中无法同时使用此两束衍射光,为了使可用光强增大,应当使两束衍射光的波长相等。研究了使一般声光可调谐滤波器晶体两束衍射光波长相等的方法。对于未按照等值点理论制造的声光可调谐滤波器晶体,可以使入射光与晶体表面的法线成一个小的角度,根据一般相位匹配原理可以使两束光的出射波长相等。在实验中证明此方法的正确性,此角度称为等值偏置角。对于不同数值的衍射波长,有不同的等值偏置角,最后给出了等值偏置角随衍射波长的变化规律。     

拉曼-纳斯衍射声光Q开关的实验研究

实验研究了拉曼-纳斯(R-N)衍射的声光相瓦作用长度与声波光波参数之间的关系,确定了最佳声光相互作用长度.在此基础上,分别设计以水和TeO2晶体为声光介质的R-N衍射Q开关器件,测量了器件的衍射效率、衍射角和插入损耗等参数.应用TeO2晶体开关器件调制长脉冲Nd:YAG/KTP激光器,当重复频率为10 kHz时得到了脉...     

低漂移成像声光可调滤光器

用TeO晶体制作的声光可调滤光器,分出的衍射光会出现角度随波长改变而漂移的现象,给后期图像处理带来了一定难度.该文介绍了一种抑制衍射光漂移的方法,并首次给出了校正漂移的设计公式、测试方法等.实验表明,通过严格的校正设计和精确的晶体加工技术,衍射光角度的漂移被控制在0.01°内,为提高光谱成像图像质量打下了基础.     

基于超消色差1/4波片和AOTF的高光谱全偏振成像技术

针对环境温度、电压、入射角等因素变化对基于声光可调谐滤波器（Acousto-optic tunable filter，AOTF）和液晶可变延迟器（Liquid crystal variable retarder，LCVR）的光谱偏振成像测量精度影响大，且整个系统实现复杂等缺点；考虑到超消色差波片对温度和波长依赖小，结合AOTF高光谱成像的优点，提出了基于超消色差1/4波片和AOTF的高光谱全偏振成像新方法。详细分析了该方法的工作原理，并结合可购买到的最好超消色差1/4波片中相位延迟和快轴随波长的微小波动，进而分析了该波动对偏振测量的影响，并针对这些影响研究了修正策略。搭建了原理样机，对450~950 nm波段进行了偏振测量，修正后偏振度测量误差 1%，对偏振方向的测量偏差 1.8，以633 nm为例，对其全Stokes参量图像进行了具体原理及修正测量验证实验，结果表明，该新技术原理正确，修正策略可行。该研究可为复杂条件下高精度、高光谱全偏振成像技术提供新的理论和实现方案。     

非同向互作用声光可调谐滤光器的立体角孔径

本文同时考虑了入射光极角方向的发散角⊿θ1和方位角方向的发散角⊿θ;,由此分析了非同向互作用声光可调谐滤光器的立体角孔径,并发现对应于同一超声离轴角θa,当光线入射角θ1取较小值时,立体角孔径近似为双曲线形,并且在四个方向上角孔径变得很大,表现出高度的各向异性。本文还考虑了超声离轴角θa对入射光角孔径的影响,发现当入射光的角孔径满足一定的条件以后,θa的改变对器件性能的影响不大。     

Analysis of the noncollinear acousto-optic filter

Theoretical analysis of an acousto-optic filter using noncollinear interaction is presented. The various characteristics of the filter, including tuning curve, resolution, angular aperture and deflection angle, are determined. The theoretical calculations are in good agreement with the measured results of a TeO2 filter.     

TeO2压电换能器的外部匹配网络设计

TeO2晶体作为声光性能优越的材料之一,在设计过程中由于阻抗不能完全匹配及声波在不同声学阻抗的弹性体间传播时,分界面处会发生反射和透射,导致损耗在中间频率处过大,频率特性不稳定;分析TeO2压电换能器的阻抗特性呈容性电抗,所以采用感性的电感器件对其进行外部补偿,可提高换能器的性能.     

Angular tuning of defect modes spectra for one dimensional photonic crystal filters with a liquid crystal layer

A tunable photonic crystal filter with a twisted nematic liquid crystal layer is proposed. The defect modes spectra with varying incident angles are discussed in detail by 4×4 matrix method. The results show that the defect modes are mainly decided by the applied voltage when the incident angle is smaller than 8°. As the incident angle further increases, the band gap and the defect modes shift toward the shorter wavelength side, and the changes of the two modes are different. In the lower voltage range, the defect modes can be tuned not only by the applied voltage but also by the incident angle. In the higher voltage range, the defect modes can be further tuned by varying incident angle and the different modes can be separated from each other by a big incident angle.     

Lyot型可调谐液晶电光滤波器的特性分析

根据液晶的电光效应和Lyot滤波器的原理设计了Lyot型液晶电光滤波器，并且从理论和实验上证明了其可行性。为了扩展其在红外波段的应用，设计了FP腔液晶可调谐滤波器，并且给出了其理论模拟。理论模拟证明FP腔液晶可调谐滤波器具有调谐范围大、带宽窄、精细度高等优点。     

Flattening of erbium-doped fibre amplifier gain spectrum using an acousto-optic tunable filter

An acousto-optic tunable filter is employed to flatten the gain spectrum of an erbium-doped fibre amplifier. A relatively flat gain spectrum of 15 nm in bandwidth with variations of less than 1 dB is obtained by simultaneously applying eight closely-spaced RF signals to the acousto-optic tunable filter.<>