[发明专利]一种带宽可调声光滤波系统

说明书

本发明涉及一种光学滤波领域，具体说是一种带宽可调声光滤波系统。所述的带宽可调声光滤波系统由LED宽带光源、光准直系统、声光滤波系统、光谱检测系统、计算机控制与分析系统组成并依次连接，同时计算机控制与分析系统还与声光滤波系统连接。本发明提出了一种带宽可调声光滤波新方法，该方法解决了传统声光滤波系统无法调节滤波光束带宽的缺点，通过控制多通道射频源输出射频信号个数以及频率，改变滤波信号光谱的叠加方式，可以实现声光滤波器输出滤波信号带宽的连续调节，该光学滤波方法稳定性好，操控简单，适合多种应用场合。

技术领域

本发明涉及一种光学滤波领域，具体说是一种带宽可调声光滤波系统。

背景技术

在光学领域，利用光学滤波技术，可以对目标物体进行光谱成像。光谱成像可以同时获取对象的图像以及光谱信息，对于目标的识别以及成分分析有十分重要的应用价值。目前光学滤波手段和方法有很多，包括：三棱镜光学滤波、光栅光学滤波、带通滤波片光学滤波、液晶可调滤波器光学滤波及基于声光滤波器的可调光学滤波等。其中，三棱镜光学滤波采用色散原理，宽带光经过三棱镜后，滤波信号光谱连续分布，不易提取特定波长以及带宽的光谱成分；光栅光学滤波可以精确选取滤波信号的中心波长，但是光栅造价高，对工作环境要求苛刻，滤波过程复杂耗时长，不方便维护，应用成本高；带通滤波片光学滤波应用便捷，但是选定的带通滤波片其滤波信号的带宽以及中心波长固定，无法调节，灵活性差；液晶可调滤波器光学滤波可以实现大范围的波长调谐，电信号控制，操作灵活，但是，其滤波信号带宽往往在10nm以上，并且带宽无法连续调节；基于声光滤波器的可调光学滤波，可以实现滤波信号带宽为nm量级的可调滤波，滤波信号波长调谐过程为电信号控制，操作方便，但目前基于声光滤波器的可调光学滤波中，滤波信号的带宽无法调节，在应用上受到一定的限制。

相关领域，论文《一般相位匹配条件下声光可调谐滤波器系统的理论分析》和发明专利（一种与入射光的偏振态无关的可调谐光滤波器）提出了基于二氧化碲晶体的可调光学滤波技术。该方法为全电控制，通过改变加载到声光滤波器上射频信号的频率来控制滤波信号的中心波长，操作简单。但是根据声光作用原理，对于确定的声光滤波器，在选定的滤波信号中心波长下，滤波信号的带宽确定。如果开发出一种滤波信号带宽可调的声光滤波系统，势必会推动声光滤波技术在光学滤波领域的进一步应用。

发明内容

本发明的目的是克服上述不足，在声光滤波过程中,通过调节加载到声光滤波器上的射频信号个数、频率值以及频率间隔，控制滤波信号光谱的叠加方式，达到控制滤波信号的中心波长以及带宽的目的，进一步提升了声光滤波器的性能，拓展了声光滤波器的应用领域。

为达到上述目的，本发明的声光技术方案是：带宽可调声光滤波系统由LED宽带光源、光准直系统、声光滤波系统、光谱检测系统、计算机控制与分析系统组成并依次连接，同时计算机控制与分析系统还与声光滤波系统连接。LED宽带光源提供宽带光，光准直系统接收来自LED宽带光源的宽带光后，经缩束及准直形成平行光束，平行光束进入声光滤波系统进行声光滤波，经声光滤波系统出射的滤波光束由光谱检测系统接收，光谱检测系统在计算机控制与分析系统的控制下对滤波光束的光谱进行探测、分析和存储，声光滤波系统在计算机控制与分析系统的控制下实现滤波信号带宽以及中心波长的调节，形成完整的光路-光信号连接。

所述的LED宽带光源为普通白光LED。

所述的光准直系统由消色散的双胶合凸透镜和消色散的双胶合凹透镜组成。来自LED宽带光源的光束经光准直系统汇聚并准直后形成平行光束，进入声光滤波系统进行声光滤波。

所述的声光滤波系统位于光准直系统的后方，由声光滤波器和多通道射频源组成。声光滤波器接收光准直系统输出的平行光束并对其进行声光滤波，多通道射频源与声光滤波器之间通过射频线连接。