声光可调谐滤波器的成像光谱技术

声光可调谐滤渡器(AOTF)是一种新型的分光器件,能够从复色光中衍射出带宽很窄的单色光,和传统光谱仪相比,基于AOTF的光谱仪在工作机制和仪器设计上有其自身的特点.通过分析AOTF器件的工作原理、衍射方式和参数指标,搭建了基于AOTF的成像光谱系统,利用标准单色光源进行光谱定标,并进行室外实测实验以验证系统功能.与ASD公司光谱辐射计(FieldSpec Pro FR)的同步测量结果表明:该仪器通过经验线性法获得的550-1 000 nm植被光谱曲线和光谱辐射计获得的曲线较为一致,能够满足高光谱成像探测的要求.     

集成光学声光可调谐滤波器的温度特性及其精密数字控制

声光可调谐滤波器(AOTF)是波分复用(WDM)网络中的关键器件之一,它的一个重要技术指标是中心波长的稳定性。针对以LiNbO_3为基底的集成光学AOTF。从理论上分析了它的中心波长随温度的漂移,计算表明该漂移值达0.8 um/℃。设计制作了一套高性能的比例、积分、微分(PID)温度控制系统,实际测定了AOTF系统的温度特性。结果表明,论计算和实验完全一致。利用这套系统,成功地将AOTF的温度控制在±0.1℃,将中心波长的漂移控制在±0.08um的范围内,保证了器件在光纤通讯系统中的实际应用。     

一种基于声光可调谐滤波器的新型温度传感破

集成光学声光可调谐滤波器 (IntegratedAcousto opticTunableFilter,IAOTF)的滤波特性对外界环境温度的变化特别敏感 ,因此可以将声光可调谐滤波器 (AOTF)滤波特性的中心频率的变化作为已知条件 ,反过来判断外界环境温度的变化。利用这一思想 ,制成了基于集成光学声光可调谐滤波器的温度传感器。这种新型的温度传感器测温范围在 - 4 0℃到 15 0℃之间 ,精度能达到 0 0 0 1℃ ,更重要的是能做成分布型的温度传感器组 ,进行远程集中监控 ,这些优点使得这种新型的温度传感器在高精度和分布式温度传感领域具有重要的应用价值     

利用串联双滤波技术改善声光滤波器光谱分辨率的实验研究

考虑旋光性设计 制作了两个非共线型声光可调滤波器(AOTF),通过前后放置对信号光进行两次的级联滤 波。 调节前后两个AOTF所加的超声频率值, 保证前后两个AOTF存在透射光谱的叠加区,从而实现光谱分辨率的提升及调控。实 验结果表明,双滤波技术还可以有效抑制AOTF透射光谱的旁瓣效应,改善透射光 谱的纯度。     

中红外声光可调滤光器

报道了一种非同向离轴型大角孔径声光可调滤波器(AOTF)的设计、制作和性能测试.采用光矢量在折射率椭球上切线平行布局方式,利用设计、仿真软件确定了最佳的参数.驱动信号采用快速扫描直接数字合成器(DDS)技术和高速现场可编程门阵列(FPGA)技术产生.器件实现的调谐范围3.6～4.8μm,光谱分辨率小于75 nm,衍射效率为20%.     

一种基于集成光学声光可调谐滤波器的近红外光谱仪

研制成功一种基于集成光学声光可调谐滤波器(IAOTF)的新型近红外光谱仪。从理论上分析了这种光谱仪的特征方程及分辨率，然后用三个中心波长不同的增益开关分布反馈激光器(DFB)的耦合光源进行了发射光谱的实验测量，最后通过傅里叶逆卷积的方法进行了光谱数据的恢复工作，从而进一步将该光谱仪的分辨本领提高到0．6nm。     

声光可调滤波器的进展

集成声光可调滤波器（ＡＴＯＦ）作为实用光通信器件，显示了巨大的潜力。其显著优点为；宽带调谐、窄线宽、低驱动功率、高速连续电调谐、同时的多波长选择等。此外，声光可调滤波器在光通信以外的领域也有广泛应用。但要把其开发为成熟的商品，还需要解决许多问题，如要改善制作的敏感性，提高中心频率的稳定性，进一步降低驱动功率，解决偏振有关性等。     

声光可调谐滤波器及其在成像光谱仪上的应用

本文介绍了声光可调谐滤波器作为色散元件的原理,并着重对声光可调谐滤波器在成像光谱仪上的应用进行了描述。     

多级级联声光可调谐滤波器旁瓣的抑制

单级声光可调谐滤波器(AOTF)存在旁瓣过高的问题(-9 dB左右),这给其应用带来了一定的局限性.研究了用多级滤波结构实现旁瓣抑制,通过对单级和多级AOTF滤波特性的理论计算值、实验测量结果的分析比较,说明了多级滤波的优越性.利用耦合模理论分析了单级共线型和单级准共线型AOTF的滤波原理,推导出了多级级联滤波的转换特性表达式.计算结果表明,较之单级滤波,多级级联不仅具有较强的旁瓣抑制能力,还具有良好的带宽压窄作用.实验测量了三级滤波,其旁瓣被抑制到-27 dB左右,并且滤波带宽也得到了压窄.该实验结果说明,多级滤波结构在更为有效地抑制旁瓣的同时也能够很好地压窄带宽.     

红外声光可调滤光器的性能测试及理论分析

通过对红外声光可调滤光器(AOTF)进行性能测试及相应的参数计算,系统地分析了 大角孔径非同向AOTF的理论特性及在实际应用中提高其分光质量的方法。     

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。     

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。     

宽光谱声光可调滤光器

由于压电换能器的工作带宽有限,从而限制了声光可调滤光器工作的光谱范围.该文介绍了一种通过在同一个通声面上制作多片厚度不同的换能器的方式来提高声光可调滤光器的工作带宽,进而达到提高光谱范围的方法.采用这种新方法,理论上可制作出全光谱的声光可调滤光器.实验表明,使用两片换能器的声光可调滤光器,其工作带宽接近0.9个倍频程,光谱范围0.45～0.95μm,衍射效率大于70％,光谱分辨率小于7 nm,光孔径(φ)8 mm×8 mm.     

射频反馈法实现声光可调谐滤波器稳频输出

在集成声光可调谐滤波器(AOTF)工作时,由于环境温度变化以及自身声表面波吸收使器件的温度发生变化,导致滤出波的中心波长发生漂移。在理论分析的基础上,对声光可调谐滤波器的温度特性进行了实验研究,并在此基础上提出一种新的解决方案:用动态控制射频信号来实现声光可调谐滤波器的稳频输出,并用该方案实现了中心波长的漂移控制在0.08 nm以内,满足了波分复用(WDM)通信系统的应用要求。     

刻蚀型三段级联可调谐光纤声光梳状滤波器

提出并实验验证了基于单模光纤基模和包层LP11模干涉耦合的可调谐光纤声光梳状滤波器，该滤波器采用普通单模光纤，通过刻蚀形成不同外径的三段光纤级联结构，通过声波调节实现调谐。说明了滤波器的结构和工作原理；开通过计算和实验结果具体说明梳状滤波滑带宽主要取决于发生声光耦合的第一、三段光纤的外径，而滤波峰间隔主要取决于用作传输的第二段光纤的长度；最后分析指出影响器件消光比的主要因素是声波的衰减和反射，优化第一、三段光纤的长度比例和采用渐变过渡的措施减小光纤外径的突变可望进一步提高器件的性能。     

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。     

热光Si共振腔型可调谐滤波器

报道了利用Si基键合技术和化学机械抛光工艺制作的垂直结构的Fabry- Perot可调谐滤波器,调谐机理为pn结正向注入电流引起的热光效应.调谐范围可达2 3nm,响应时间约为30 0 μs,并给出了获得更快响应和更低能耗的热光和电注入可调谐滤波器件结构改进方案.     

大孔径可见光声光可调滤光器

为了提高光谱成像系统的通光能量,该文介绍了一种可见光波段的大孔径(20 mm×20 mm)声光可调滤光器,与常用声光可调滤光器(光孔径10 mm×10 mm)相比,其光通量提高了3倍。该文还首次推导了包含声波衰减系数、工作频率、光到换能器距离的声光可调滤光器衍射效率公式。根据这个公式可以更准确地计算出声光可调滤光器的衍射效率。实验表明,这种双换能器声光可调滤光器工作带宽接近0.95个倍频程,滤光范围为0.4～0.9μm,衍射效率大于60%,光谱分辨率小于10 nm。