[發(fā)明專利]一種具有大角孔徑的窄帶聲光可調(diào)濾波系統(tǒng)及其方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810426665.7
• 申請日: 2018-05-07
• 公開（公告）號: CN108919525A
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王號;張春光;盛振扉;代長遠(yuǎn);張雙曄;張小發(fā);原江偉
• 申請（專利權(quán)）人: 福建師范大學(xué)
• 主分類號: G02F1/11
• 分類號: G02F1/11;G01J3/02
• 代理公司: 福州君誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 35211
• 代理人: 戴雨君

1.一種具有大角孔徑的窄帶聲光可調(diào)濾波系統(tǒng)，其特征在于：其包括依次設(shè)置的光源、光束準(zhǔn)直系統(tǒng)、第一偏振分束器、聲光濾波系統(tǒng)、第二偏振分束器、光反饋系統(tǒng)、光譜探測系統(tǒng)以及計算機控制與分析系統(tǒng)，計算機控制與分析系統(tǒng)還連接聲光濾波系統(tǒng)，光源的光束依次通過光束準(zhǔn)直系統(tǒng)、第一偏振分束器、聲光濾波系統(tǒng)和第二偏振分束器，由第二偏振分束器偏折輸出至光反饋系統(tǒng)，光反饋系統(tǒng)將光束再次依次通過第一偏振分束器、聲光濾波系統(tǒng)和第二偏振分束器到達(dá)光譜探測系統(tǒng)，在計算機控制與分析系統(tǒng)的控制下進(jìn)行光譜信息的采集、分析和存儲。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有大角孔徑的窄帶聲光可調(diào)濾波系統(tǒng)，其特征在于：所述的光源為鹵素?zé)簦诳梢姽庵两t外范圍內(nèi)輸出連續(xù)譜。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有大角孔徑的窄帶聲光可調(diào)濾波系統(tǒng)，其特征在于：所述的光束準(zhǔn)直系統(tǒng)包括消色差的雙膠合凸透鏡組、雙膠合凹透鏡組以及偏振片，光源的光束經(jīng)消色差的雙膠合凸透鏡組、雙膠合凹透鏡組后形成平行光束，平行光束經(jīng)偏振片輸出線偏振光至第一偏振分束器。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有大角孔徑的窄帶聲光可調(diào)濾波系統(tǒng)，其特征在于：所述的第一偏振分束器為寬帶偏振立方分光鏡，在可見光范圍內(nèi)將隨機偏振光束分成偏振方向互相垂直的s偏振光和p偏振光，s偏振光將被偏轉(zhuǎn)90度，p偏振光沿原入射方向傳輸，第一偏振分束器接收來自光束準(zhǔn)直系統(tǒng)的線偏振光，使其沿入射方向全部通過第一偏振分束器，并進(jìn)入聲光濾波系統(tǒng)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有大角孔徑的窄帶聲光可調(diào)濾波系統(tǒng)，其特征在于：所述的聲光濾波系統(tǒng)包括聲光濾波器、射頻源以及擋光板，聲光濾波器和射頻源之間通過射頻線連接，擋光板為表面經(jīng)黑色陽極氧化處理的鋁合金圓盤，擋光板位于聲光濾波器的后端，并接收經(jīng)濾波器輸出的非濾波光束。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有大角孔徑的窄帶聲光可調(diào)濾波系統(tǒng)，其特征在于：所述的第二偏振分束器為寬帶偏振立方分光鏡，在可見光范圍內(nèi)將隨機偏振光束分成偏振方向互相垂直的s偏振光和p偏振光，s偏振光將被偏轉(zhuǎn)90度，p偏振光沿原入射方向傳輸，第二偏振分束器接收第一次聲光濾波光束并將其傳輸方向偏折90度后進(jìn)入光反饋系統(tǒng)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有大角孔徑的窄帶聲光可調(diào)濾波系統(tǒng)，其特征在于：所述的光反饋系統(tǒng)包括2塊鋁膜寬帶平面反射鏡，來自第二偏振分束器的第一次聲光濾波光束依次經(jīng)過2塊鋁膜寬帶平面反射鏡進(jìn)入第一偏振分束器。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有大角孔徑的窄帶聲光可調(diào)濾波系統(tǒng)，其特征在于：所述的光譜探測系統(tǒng)為光纖光柵光譜儀包括光纖探頭、分光光柵以及高靈敏度CCD陣列，在可見光范圍內(nèi)的光譜分辨率為0.2nm，光纖探頭用來接收來自第二偏振分束器的第二次聲光濾波光束并送入分光光柵進(jìn)行分光，CCD陣列接收分光并測量第二次聲光濾波光束中不同波長信號光的強度，光的強度數(shù)據(jù)送入計算機控制與分析系統(tǒng)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有大角孔徑的窄帶聲光可調(diào)濾波系統(tǒng)，其特征在于：所述的計算機控制與分析系統(tǒng)采用PC機，PC機通過USB連接線分別連接聲光濾波系統(tǒng)的射頻源以及光譜探測系統(tǒng)，PC機內(nèi)置射頻源控制用軟件、光譜探測系統(tǒng)控制用軟件以及數(shù)據(jù)分析軟件，PC機利用射頻源控制軟件、光譜探測系統(tǒng)控制用軟件分別對射頻源、光譜探測系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)調(diào)整與控制；PC機接收來自光譜探測系統(tǒng)的光譜數(shù)據(jù)并通過數(shù)據(jù)分析軟件完成光譜數(shù)據(jù)的分析以及存儲，完成大角孔徑窄帶聲光可調(diào)濾波過程。

10.一種具有大角孔徑的窄帶聲光可調(diào)濾波方法，其特征在于：其包括以下步驟：

步驟201：系統(tǒng)開，初始化聲光濾波系統(tǒng)、光譜探測系統(tǒng)以及計算機分析與控制系統(tǒng)；

步驟202：根據(jù)光源發(fā)光情況對光束準(zhǔn)直系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，對來自光源光束進(jìn)行縮束和準(zhǔn)直，保證光束準(zhǔn)直系統(tǒng)輸出的線偏振光束經(jīng)第一偏振分束器后沿入射方向全部透射；

步驟203：設(shè)置聲光濾波系統(tǒng)中射頻源輸出射頻信號的頻率和功率，聲光濾波系統(tǒng)對來自第一偏振分束器的線偏振光束進(jìn)行第一次聲光濾波，調(diào)整聲光濾波系統(tǒng)的擋光板的位置并接收經(jīng)聲光濾波系統(tǒng)的聲光濾波器輸出的非濾波光束；

步驟204：第二偏振分束器接收來自聲光濾波系統(tǒng)的第一次聲光濾波光束并將其傳輸方向偏折90度輸出至光反饋系統(tǒng)，光反饋系統(tǒng)將第一次聲光濾波光束反饋至第一偏振分束器，再控制光反饋系統(tǒng)中鋁膜寬帶平面反射鏡的位置和角度，改變第一次聲光濾波光束再次進(jìn)入第一偏振分束器的角度，使第一次聲光濾波光束經(jīng)第一偏振分束器偏折后以最佳角度進(jìn)入聲光濾波器進(jìn)行第二次聲光濾波；

步驟205：經(jīng)第一偏振分束器偏折后的第一次聲光濾波光束以最佳入射角進(jìn)入聲光濾波器進(jìn)行第二次聲光濾波，第二次聲光濾波的角孔徑與第一次聲光濾波的角孔徑空間重合；

步驟206：來自聲光濾波器的第二次聲光濾波光束，進(jìn)入第二偏振分束器沿入射方向經(jīng)第二偏振分束器輸出至光譜探測系統(tǒng)接收，調(diào)節(jié)光譜探測系統(tǒng)中光纖探頭的位置并對第二次聲光濾波光束進(jìn)行準(zhǔn)確接收，調(diào)整光譜探測系統(tǒng)中CCD陣列的增益，完成第二次聲光濾波光束光譜的最佳測量；

步驟207：利用計算機控制與分析系統(tǒng)對測量的光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，調(diào)整聲光濾波系統(tǒng)中射頻源輸出信號的頻率，實現(xiàn)第二次聲光濾波光束中心波長的連續(xù)調(diào)諧；

步驟208：對獲得的聲光濾波光譜結(jié)果進(jìn)行存儲，結(jié)束具有大角孔徑的窄帶聲光可調(diào)濾波過程，系統(tǒng)關(guān)閉。