[发明专利]高分辨多色分束系统及其光子滤波方法

说明书

本发明涉及光子频率滤波技术领域，其公开了高分辨多色分束系统及其光子滤波方法，解决了目前由于种种技术困难还没有多色分束器可以兼顾：高光谱分辨率和高消光比的技术问题，包括若干f分束组件单元，若干f分束组件单元之间并列设置，所述f分束组件单元包括：光隔离器、辅助光路器件和滤波腔，所述f分束组件单元的安装结构为：将所述辅助光路器件置于所述滤波腔和所述光隔离器之间，安装时依次安装光隔离器、辅助光路器件、滤波腔、辅助光路器件、光隔离器、辅助光路器件、滤波腔、辅助光路器件，依照该顺序依次安装。根据以上技术方案，设计一种高分辨率、高消光比的多色分束器，以适应光谱分析技术的发展和市场需求。

技术领域

本发明涉及光子频率滤波技术领域，更具体地说，它涉及高分辨多色分束系统及其光子滤波方法。

背景技术

在材料成分精细分析、生物弱光探测、光与物质的非经典干涉等领域，我们常常需要将极弱的信号光从背景噪音光子中提取出来，并按照频率不同进行分离。然而许多噪音光子的频率和有用的信号光子的频率非常相近，而且不同类信号光子之间的频率往往也非常相近，比如其频率差值只有几个GHz，甚至只有几百MHz。目前，商用的光谱分析仪器还不能兼顾高分辨率和高消光比。高分辨率往往也就意味着较低的消光比和较低的信噪比。

在光通信中使用的密集波分复用器，频率间隔为几十GHz，这对于上述的高分辨率要求而言间隔不够精细。在生物医学方面使用的流式细胞技术，一般采用一系列双色镜和滤波片进行级联以对不同波长的荧光进行分离。双色镜和滤波片的分频间隔大于1纳米，虽然能够满足常规测试需求，但不能满足上面所述的高光谱分辨率的要求。频谱分析仪具有极高的频谱分辨率，分辨率可以到几十KHz。然而频谱分析仪基于的是拍频原理，需要输入的光信号具有一定的强度，不适合对较弱的光信号进行分析。对于常规光栅光谱仪，其分频精度的数量级在0.1纳米，频率分辨率处于几十GHz的水平。

如今，我们对光子频率分束器的要求越来越高。在某些场合下(比如光与物质非经典干涉实验)不仅需要较高的光谱分辨率，还需要消光比高于几百万比一，但是一直以来由于种种技术困难还没有多色分束器可以兼顾：高光谱分辨率和高消光比。因此有必要设计一种高分辨率、高消光比的多色分束器，以适应光谱分析技术的发展和市场需求。

发明内容

针对背景技术中提出的由于种种技术困难还没有多色分束器可以兼顾：高光谱分辨率和高消光比的技术问题，本发明设计一种高分辨率、高消光比的多色分束器，以适应光谱分析技术的发展和市场需求。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

高分辨多色分束系统，包括若干f分束组件单元，若干f分束组件单元之间并列设置，所述f分束组件单元包括：

光隔离器，所述光隔离器允许光束单向通过，起到干涉消除和级联f分束组件单元的作用；

辅助光路器件，所述辅助光路器件为透镜结构且起到光束横向模式匹配的作用；

滤波腔，所述滤波腔为实心圆柱体结构，所述滤波腔前表面为球面，所述滤波腔的后表面为平面，且前后表面均镀有高反射率的增反膜；

温度控制模块，所述温度控制模块对所述滤波腔的温度进行主动调节和锁定；

所述f分束组件单元的安装结构为：将所述辅助光路器件置于所述滤波腔和所述光隔离器之间，安装时依次安装光隔离器、辅助光路器件、滤波腔、辅助光路器件、光隔离器、辅助光路器件、滤波腔、辅助光路器件，依照该顺序依次安装。