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声光系列产品(四)声光可调谐滤波器原理及应用

发布时间:2020-11-27 10:59:52 浏览量:119 作者:Miles

摘要

声光设备本质上是一个光学单元(晶体)的其中一个面与一个射频信号发生器(产生10-100MHz级别的超声波)相连接而组成的一个

器件。


声光原理在很早之前就已经为人所知了,但是声光器件真正的发展和长足的进步是随着激光技术的飞速发展才带动的,在实际的应用中

声光器件一般是作为整个光学系统中的一个部件来进行使用,声光器件包括Q开关,锁模器,声光调制器(AOM),声光偏转

(AODF),声光移频器(AOFS),声光可调谐滤波器(AOTF)。


 

声光设备本质上是一个光学单元(晶体)的其中一个面与一个射频信号发生器(产生10-100MHz级别的超声波)相连接而组成的一个

器件,由于光的弹性效应,超声波对介质的折射率产生正弦扰动,使得介质折射率有了周期性变化,形成了体光栅结构,光栅的周期由

声速和频率决定,当光波长跟驱动器频率匹配时,光和光栅相互作用,形成强的一级衍射效应。


声光可调谐滤波器(AOTF)的原理是基于声光效应所产生的布拉格衍射和逆压电效应等现象。声光效应前面有解释过,布拉格现象是

特定波长对特定晶体的全再特定的入射角度会反射形成集中尖峰的现象,布拉格现象适用于红外可见光紫外光,电子衍射,中子衍射以

X射线衍射。逆压电效应是指对在给晶体施加交变电场的情况下会引起晶体发生机械形变的现象。


由于布拉格现象要求特定波长对应特定晶体,那么特定波长就是指我们需要从多色光波长里滤出的所要用到的波长,由于声光效应原

理,不同的超声波频率对应产生不同折射率周期变化的晶体,也就是特定的晶体,那么也就是说特定的波长对应特定的超声波频率,特

定的角度需要自己调节,对于声光可调谐滤波器(AOTF)所有入射波长都是同一个入射角度,所以白光光源入射角度调好一次固定就

可以了。我们可以通过控制驱动器所加的超声波频率滤出我们所使用的波长,也可以通过控制多个通道,实现多通道波长输出,由于是

基于声光原理,我们可以通过外加调制信号对所有通道的光进行开关调制和强度调制。声光可调谐滤波器(AOTF)的波长带宽分辨率

一般不会特别高,一般情况下是一个纳米到几个纳米的波长带宽,会根据器件以及使用波长的不同而不同。


声光可调谐滤波器(AOTF)一般用在光通信,扫描光谱仪高光谱成像系统,辐射计等多个领域,声光可调谐滤波器(AOTF)比一

般的光栅单色仪具有更高的光通量所以在许多对光通量有要求的系统中有显著优势,并且可以对每个通道的光进行调制,不过声光可调

谐滤波器(AOTF)也有一定的劣势,光谱分辨率不够优异,对偏转敏感等劣势。所以具体特殊应用还是需要视具体情况而定,具体器

件匹配具体应用。


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