[发明专利]大角孔径单一声光滤波器二次同向声光滤波系统及其方法

权利要求书

1.大角孔径单一声光滤波器二次同向声光滤波系统，其特征在于：其包括依次设置的光源、光束准直系统、偏振分束器、声光滤波系统、光谱探测系统以及计算机控制与分析系统，其还包括光反馈系统和相位延迟系统，计算机控制与分析系统分别连接声光滤波系统和相位延迟系统，光源的光束依次通过光束准直系统和偏振分束器到达声光滤波系统，由声光滤波系统进行第一声光滤波，声光滤波系统输出的第一次声光滤波的光束依次通过光反馈系统、相位延迟系统再次进入偏振分束器，由偏振分束器输出至声光滤波系统进行第二次声光滤波后到达光谱探测系统，在计算机控制与分析系统的控制下进行光谱信息的采集、分析和存储。

2.根据权利要求1所述的大角孔径单一声光滤波器二次同向声光滤波系统，其特征在于：所述的光源为卤素灯，在可见光至近红外范围内输出连续谱。

3.根据权利要求1所述的大角孔径单一声光滤波器二次同向声光滤波系统，其特征在于：所述的光束准直系统包括消色差的双胶合凸透镜组、双胶合凹透镜组以及偏振片，来自光源的光束经消色差的双胶合凸透镜组、双胶合凹透镜组后形成平行光束，平行光束经偏振片后变为线偏振光，线偏振光进入偏振分束器。

4.根据权利要求1所述的大角孔径单一声光滤波器二次同向声光滤波系统，其特征在于：所述的偏振分束器为宽带偏振立方分光镜，在可见光范围内将随机偏振的入射光束分成偏振方向互相垂直的s偏振光束和p偏振光束，s偏振光束将被偏转90度，p偏振光束沿原入射方向传输。

5.根据权利要求1所述的大角孔径单一声光滤波器二次同向声光滤波系统，其特征在于：所述的声光滤波系统包括声光滤波器、射频源以及挡光板，声光滤波器和射频源之间通过射频线连接，挡光板为表面经黑色阳极氧化处理的铝合金圆盘，挡光板位于声光滤波器的后端，并接收经滤波器输出的非滤波光束。

6.根据权利要求1所述的大角孔径单一声光滤波器二次同向声光滤波系统，其特征在于：所述的光反馈系统包括3块铝膜宽带平面反射镜，来自声光滤波系统的第一次声光滤波光束依次经过3块铝膜宽带平面反射镜，传输方向偏折约270度后进入相位延迟系统。

7.根据权利要求1所述的大角孔径单一声光滤波器二次同向声光滤波系统，其特征在于：所述的相位延迟系统包括透射式液晶光相位调制器以及驱动电源，来自光反馈系统的第一次声光滤波光束经透射式液晶光相位调制器后，偏振方向旋转90度后进入偏振分束器。

8. 根据权利要求1所述的大角孔径单一声光滤波器二次同向声光滤波系统，其特征在于：所述的光谱探测系统为光纤光栅光谱仪，光纤光栅光谱仪包含光纤探头、分光光栅以及高灵敏度CCD阵列，在可见光范围内的光谱分辨率为0.2nm，光纤探头用来接收来自声光滤波系统的第二次声光滤波光束并将其送入分光光栅进行分光， CCD阵列接收分光并测量第二次声光滤波光束中不同波长信号光的强度，光的强度数据送入计算机控制与分析系统。

9.根据权利要求1所述的大角孔径单一声光滤波器二次同向声光滤波系统，其特征在于：所述的计算机控制与分析系统采用PC机，PC机通过USB连接线分别连接声光滤波系统的射频源、相位延迟系统的透射式液晶光相位调制器以及光谱探测系统，PC机内置射频源控制用软件、透射式液晶光相位调制器控制用软件、光谱探测系统控制用软件，以及数据分析软件，PC机利用射频源控制软件、透射式液晶光相位调制器控制用软件、光谱探测系统控制用软件分别对射频源、透射式液晶光相位调制器、光谱探测系统进行参数调整与控制；PC机接收来自光谱探测系统的光谱数据并通过数据分析软件完成光谱数据的分析以及存储。

10.大角孔径单一声光滤波器二次同向声光滤波方法，其特征在于：其包括以下步骤：

步骤201：系统开，初始化声光滤波系统、相位延迟系统、光谱探测系统以及计算机分析与控制系统；

步骤202：根据光源发光情况对光束准直系统进行参数调整，对来自光源的光束的缩束和准直，保证光束准直系统输出的线偏振光束经偏振分束器后沿入射方向全部透射；

步骤203：设置声光滤波系统中射频源输出射频信号的频率和功率，声光滤波系统对来自偏振分束器的线偏振光束进行第一次声光滤波；

步骤204：设置光反馈系统参数，利用光反馈系统将第一次声光滤波光束传输方向偏折270度，反馈至相位延迟系统的透射式液晶光相位调制器，调整透射式液晶光相位调制器的参数，将确定波长入射光的偏振方向旋90度，并送入偏振分束器；

步骤205：经偏振分束器偏折后的第一次声光滤波光束，以与第一次声光滤波过程中来自偏振分束器的线偏振光相同的入射角进入声光滤波系统的声光滤波器进行第二次声光滤波，并确保第一次声光滤波过程中来自偏振分束器的线偏振光与第二次声光滤波过程中来自偏振分束器的第一次声光滤波光束在空间不重合；

步骤206：光谱探测系统接收经声光滤波器输出的第二次声光滤波光束，调节光谱探测系统的光纤探头的位置并对第二次声光滤波光束进行准确接收，调整光谱探测系统的CCD阵列增益，完成第二次声光滤波光束光谱的最佳测量；

步骤207：利用计算机控制与分析系统对测量的光谱数据进行分析处理，调整声光滤波系统中射频源输出信号的频率，对第二次声光滤波光束中心波长连续调谐；

步骤208：对获得的声光滤波光谱结果进行存储，系统关闭，结束具有大角孔径的窄带声光滤波过程。