[實用新型]基于雙晶體濾波的帶通可調聲光濾波成像裝置

有效

• 申請號: 201420015449.0
• 申請日: 2014-01-11
• 公開（公告）號: CN204064456U
• 公開（公告）日: 2014-12-31
• 發明（設計）人: 張春光;王號;邱怡申
• 申請（專利權）人: 福建師范大學
• 主分類號: G01J3/28
• 分類號: G01J3/28;G01J3/02
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊;吳欽緣

技術領域

????本實用新型涉及一種光譜成像領域，具體說是一種基于雙晶體濾波的帶通可調聲光濾波成像裝置。

背景技術

近年來，光譜成像技術發展迅速，在軍事、農業、刑事偵查、生命科學以及地質勘探等領域中得到廣泛的應用。傳統的光譜成像技術采用棱鏡或光柵作為分光元件，體積龐大控制困難。為此，論文《一般相位匹配條件下聲光可調諧濾波器系統的理論分析》和實用新型專利（聲光可調濾波器）提出了基于二氧化碲晶體的聲光可調濾波器的光譜成像技術，克服了上述光譜成像技術中存在的問題。然而，這些基于二氧化碲材料的濾波器的設計沒有考慮二氧化碲材料的旋光性，因此，設計的精度有限；另外，基于單晶體的一次濾波不能實現濾波光束帶通的調節，濾波帶通較寬，無法滿足窄帶成像的要求。

因此，如何進一步提高聲光濾波器的設計精度，并實現聲光濾波成像裝置的濾波光束帶通可調是光譜成像領域關心的問題。

發明內容

本實用新型的目的是克服上述不足，在成像裝置中采用雙聲光晶體進行兩次濾波的方法，實現濾波光束帶通的可調，同時，在晶體的設計中利用考慮旋光性的精確理論，提高了聲光濾波器的設計精度。

為達到上述目的，本實用新型的技術方案是：裝置由望遠鏡、雙晶體聲光濾波系統、成像系統以及計算機控制與分析系統組成并依次連接。望遠鏡接收前方目標物體反射的光束后縮束并準直后形成平行光束，平行光束再進入雙晶體聲光濾波系統進行兩次濾波到達成像系統，此時光束轉化為光信號后在計算機控制與分析系統的控制下進行成像，形成完整的光路-光信號連接。

所述的望遠鏡為傳統意義上的望遠鏡，由凸透鏡組和凹透鏡組組成。

所述的雙晶體聲光濾波系統位于望遠鏡目鏡的后方，由前置聲光濾波器、后置聲光濾波器、前置射頻源和后置射頻源組成。前置聲光濾波器接收穿過望遠鏡并匯聚準直后的平行光束并對其進行第一次濾波；后置聲光濾波器接收前置聲光濾波器的濾波光束并對其進行第二次濾波；前置射頻源與前置聲光濾波器之間、后置射頻源與后置聲光濾波器之間分別通過射頻線連接，通過調整前置射頻源與后置射頻源的頻率差，實現前置聲光濾波器與后置聲光濾波器的濾波光束光譜疊加。

所述的成像系統由焦距可調的成像鏡頭以及ICCD組成。來自雙晶體聲光濾波系統的濾波光束經焦距可調的成像鏡頭匯聚并成像于ICCD的感光面上。

所述的計算機控制與分析系統由PC機、USB連接線、射頻源控制用軟件、ICCD控制用軟件以及圖像處理軟件組成。PC機通過USB連接線分別與射頻源以及ICCD連接，利用射頻源控制軟件、ICCD控制軟件分別對射頻源和ICCD進行參數調整與控制；同時，PC機通過USB連接線接收來自ICCD的圖像數據并通過圖像處理軟件完成圖像的分析以及存儲，完成成像過程。

具體的成像方法上，基于上述的硬件設備及控制軟件，通過以下方式實現：由望遠鏡收集來自目標物體反射的光束，并對其進行縮束和準直；雙晶體聲光濾波系統對經望遠鏡系統縮束并準直后的平行光束進行兩次濾波，其中，經由前置聲光濾波器出射的第一次濾波光束進入后置聲光濾波器完成兩次濾波；分別調整兩射頻源加載到兩聲光濾波器的射頻信號頻率，控制兩次濾波光束的帶通以及中心波長；成像系統對兩次聲光濾波后的光束進行收集、聚焦并成像于ICCD感光面上；計算機控制與分析系統接收來自ICCD的圖像數據并進行圖像質量的分析，相應調整ICCD增益系數以及射頻源輸出射頻信號的頻率，保證最佳的成像效果并對成像結果進行存儲，完成成像過程。

本實用新型解決了傳統光譜成像裝置以及單晶體一次聲光濾波成像裝置存在的不足，通過考慮旋光性的雙晶體兩次聲光濾波技術，可實現濾波光束帶通可調的窄帶光譜成像，系統的穩定性好、控制方便，可以實現濾波光束波長的連續調節或者隨機選擇。

附圖說明

附圖1是雙晶體濾波帶通可調聲光濾波成像框架結構圖。

附圖2是雙晶體聲光濾波器裝置圖。

附圖3是成像流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明

圖1中，101是目標物體，102是望遠鏡，103是雙晶體聲光濾波系統，104是成像系統，105是計算機控制與分析系統。