[發(fā)明專利]一種聲光濾波器角孔徑的測(cè)量裝置及測(cè)量方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710618489.2
• 申請(qǐng)日: 2017-07-26
• 公開（公告）號(hào): CN107449585B
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王號(hào);張春光
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福建師范大學(xué)
• 主分類號(hào): G01M11/02
• 分類號(hào): G01M11/02
• 代理公司: 福州君誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 35211
• 代理人: 戴雨君

本發(fā)明公開了一種聲光濾波器角孔徑的測(cè)量裝置及測(cè)量方法，其包括依序設(shè)置的白光源、光束準(zhǔn)直系統(tǒng)、聲光濾波系統(tǒng)、角度調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)臺(tái)、光譜探測(cè)系統(tǒng)、以及計(jì)算機(jī)控制與分析系統(tǒng)，光譜探測(cè)系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)控制與分析系統(tǒng)連接，來(lái)自白光源的光束依序通過(guò)光束準(zhǔn)直系統(tǒng)、聲光濾波系統(tǒng)后進(jìn)入光譜探測(cè)系統(tǒng)，然后在計(jì)算機(jī)控制與分析系統(tǒng)的控制下進(jìn)行光譜信息的采集和分析，形成完整的光路連接，角孔徑測(cè)量過(guò)程中獲得的光譜數(shù)據(jù)的由計(jì)算機(jī)控制與分析系統(tǒng)完成分析，并計(jì)算出相應(yīng)的角孔徑，基于該裝置，并通過(guò)本發(fā)明的測(cè)試方法對(duì)聲光濾波器角孔徑進(jìn)行測(cè)量，可以對(duì)聲光濾波器在不同通光波長(zhǎng)下的角孔徑進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量，且測(cè)量的精度高、穩(wěn)定性好、方法簡(jiǎn)單易操作。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光學(xué)濾波技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種聲光濾波器角孔徑的測(cè)量裝置及測(cè)量方法。

背景技術(shù)

利用光學(xué)濾波方法，可以獲取來(lái)自目標(biāo)物體的特定光譜以及圖像信息，這被稱為光學(xué)濾波技術(shù)。該技術(shù)在軍事、農(nóng)業(yè)、刑事偵查、生命科學(xué)以及地質(zhì)勘探等領(lǐng)域中都有廣泛的應(yīng)用。聲光濾波器是一種新型的光學(xué)濾波器件，可以在射頻信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下實(shí)現(xiàn)連續(xù)的可調(diào)濾波，并且濾波的帶通窄，信號(hào)的透過(guò)率高，調(diào)節(jié)方便，系統(tǒng)的穩(wěn)定性好。相比于傳統(tǒng)的濾波器件，比如帶通濾波片、光柵以及三棱鏡等都有明顯的優(yōu)勢(shì)。但聲光濾波器的設(shè)計(jì)理論比較復(fù)雜，因此，實(shí)際制作的聲光濾波器性能與設(shè)計(jì)往往存在較大差異。為此，論文《一般相位匹配條件下聲光可調(diào)諧濾波器系統(tǒng)的理論分析》和發(fā)明專利(聲光可調(diào)濾波器)所提出的基于二氧化碲晶體的聲光可調(diào)濾波器的設(shè)計(jì)和制作方法，一定程度上解決了聲光濾波器設(shè)計(jì)和實(shí)際制作中存在差異的問題。聲光濾波器作為一種濾波的器件，其關(guān)鍵的技術(shù)指標(biāo)之一是角孔徑。

角孔徑的定義為：在確定的光波長(zhǎng)下，隨著入射光角度的變化，衍射光強(qiáng)下降為平均入射角處光強(qiáng)50％時(shí)，對(duì)應(yīng)的兩個(gè)入射光角度差。角孔徑的大小決定了聲光濾波器對(duì)信號(hào)光的收集能力。聲光濾波器作為分光原件，往往應(yīng)用于各類光學(xué)系統(tǒng)前端的信號(hào)獲取部分，因此，聲光濾波器的角孔徑越大，集光能力越強(qiáng)，越有利于弱信號(hào)的觀測(cè)；反之，角孔徑越小對(duì)信號(hào)的觀測(cè)越不利。也就是說(shuō)，聲光濾波器的性能很大程度上決定了光學(xué)系統(tǒng)的整體性能。因此，準(zhǔn)確測(cè)量聲光濾波器的角孔徑是評(píng)價(jià)聲光濾波器性能的關(guān)鍵，但截至目前，還沒有針對(duì)聲光濾波器角孔徑測(cè)量的有效方法被提出，因此，發(fā)明一種能夠?qū)β暪鉃V波器的角孔徑進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量的方法，對(duì)評(píng)價(jià)聲光濾波器的性能是很有意義的，并將促進(jìn)高性能聲光濾波器的設(shè)計(jì)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種實(shí)施可靠且能夠?qū)υ诓煌ㄟ^(guò)波長(zhǎng)下的聲光濾波器的角孔徑進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量的聲光濾波器角孔徑測(cè)量裝置及其測(cè)量方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述的技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種聲光濾波器角孔徑的測(cè)量裝置，其包括依序設(shè)置的白光源、光束準(zhǔn)直系統(tǒng)、聲光濾波系統(tǒng)、角度調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)臺(tái)、光譜探測(cè)系統(tǒng)、以及計(jì)算機(jī)控制與分析系統(tǒng)，所述的光譜探測(cè)系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)控制與分析系統(tǒng)連接，所述的聲光濾波系統(tǒng)由聲光濾波器、射頻源以及擋光板組成，聲光濾波器和射頻源之間通過(guò)射頻線連接，所述的聲光濾波器置于角度調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)臺(tái)上并由角度調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)調(diào)節(jié)聲光濾波器相對(duì)來(lái)自白光源光束的角度，所述的擋光板位于聲光濾波器的后端且用于接收經(jīng)聲光濾波器輸出的非濾波光束以及兩束濾波光束中的一束，防止影響后續(xù)的信號(hào)光譜分析，通過(guò)改變射頻源輸出的射頻信號(hào)頻率可以連續(xù)調(diào)節(jié)聲光濾波器輸出濾波光束的中心波長(zhǎng)，其中，來(lái)自白光源的光束依序通過(guò)光束準(zhǔn)直系統(tǒng)、聲光濾波系統(tǒng)后進(jìn)入光譜探測(cè)系統(tǒng)，然后在計(jì)算機(jī)控制與分析系統(tǒng)的控制下進(jìn)行光譜信息的采集和分析，形成完整的光路連接，角孔徑測(cè)量過(guò)程中獲得的光譜數(shù)據(jù)的由計(jì)算機(jī)控制與分析系統(tǒng)完成分析，并計(jì)算出相應(yīng)的角孔徑。

進(jìn)一步，所述的白光源為白光LED，在可見光至近紅外光譜范圍內(nèi)可連續(xù)輸出。

進(jìn)一步，所述的光束準(zhǔn)直系統(tǒng)，由消色差的雙膠合凸透鏡組和雙膠合凹透鏡透鏡組成，來(lái)自白光源的光束經(jīng)光束準(zhǔn)直系統(tǒng)匯聚并準(zhǔn)直后形成平行光束，進(jìn)入聲光濾波系統(tǒng)進(jìn)行聲光濾波。

進(jìn)一步，所述的擋光板為表面經(jīng)黑色陽(yáng)極氧化處理的鋁合金圓盤。