[其他]双声道声—光可调滤波器

说明书

本发明涉及扩大了滤波器调节范围的声-光可调滤波器（AOTF）构造。此外，本发明还提供了扩大声-光可调滤波器调节范围的方法。

声-光滤波这一术语所表示的是这一事实，即，在某些双折射光学料材中，作为E光传播的光束在某些条件下通过与在同一媒质中传播的声波发生相互作用，并且此发生衍射，可以被转变成O光。这种现象已被用来制作窄带光滤波器。其峰值传输波长可通过适当选择声波频率来进行选择。通过改变晶体中的声波频率，就可以对该声-光滤波器的通频带中心波长进行电子调节。

已制造出两种基本型式的声-光滤波器;共线的非共线的。在主要涉及共线滤波器的美国专利第3，679，288号的说明书中公布了一种共线滤波器，其中，双折射晶体中的入射和衍射光束是与声束共线的。利用偏振分光器，从入射光束分出处在所选择的通频带内的衍射光束。在非共线滤波器中，双折射晶体中的光束不与声束共线。美国专利第4，052，121号的说明书指出，通过利用在各向异性媒质中非共线传播的声束和光束间的相互作用，就可以获得具有大张角的电子可调光学滤波器。一种偏振的入射光被声波衍射成光学通频带上的正交偏振，光通频带的中心可通过改变声波频率进行调节。美国专利第3，679，288和4，052，121号的说明书被引作附加的参考文献。

共线和非共线滤波器都有独具的优点和可靠性。一般，共线声光滤波器将提供较高的分辨率，但获取滤波后的光输出需要偏振分光器。由于在入射光与滤波后的光束之间有一定的角度分离，所以一般非共线声-光可调滤波器更便于使用。使用几何形状适当的非共线滤波器可能难于获得高分辨率，但对于许多应用，所能获得的结果已远远高于所提出的要求。

如美国专利第3，792，287号说明书所描述的砷硒化铊（Tl₃AsSe₃），美国专利第3，929，970号说明书中描述的磷硒化铊（thallium-Phosphorus-selenide），以及美国专利第3，799，659号说明书中描述的砷硫化铊（thallium-arsenic-sulfide），这样一些新的高效红外声光材料的研制，提供了工作在以1.3微米到16微米的近中央红外区内的可能性。晶体Tl₃AsSe₃（TAS）具有较高的性能指标，并在1.25到16微米的范围内传送。此外，TAS晶体的晶体对称性，使得它特别适合非共线的应用。虽然TAS晶体具有较高的性能指标并扩大了传输范围，但该装置的光波长范围受到声转换器结构的RF范围的限制。典型的TAS AOTF全光波段计要求从12、4到91MH₂的RF带宽，采用单个转换器装置的结构是不易作到这点的。转换器可用的相对带宽一般决不会超过100%，并且由于实际限制，几乎总是小于100%的。通常希望使用具有尽可能广的波长覆盖区域的单个声-光可调滤波器，这就要求RF带宽大于100%。已提出了几个增加声-光装置带宽的方案。例如，在美国专利第3，759，603号的说明书中，公布了通过沿晶体的一面提供三个转换器而加宽了带宽的声-光光反射器，上述转换器在连续的范围内工作。然而，这样的构造，要求使用大尺寸光媒质。一般，当晶体的体积在长度和宽度两方面增加时，就会出现光媒质特性方面和媒质的机械完整性方面的问题，并且设备的制作也变得更加困难了。

本发明的目的之一是提供一种声-光可调滤波器构造，其中，覆盖范围可以增加一倍，而不用相应地加大晶体的尺寸。

依照本发明，扩大声-光可调滤波器的范围的方法包括将入射光传入包括晶体的声-光可调滤波器中，所述晶体具有光输入面，光输出面和第一与第二平行面;从所述第一平行面有选择地将中心频率为f₁的声波射入所述晶体中，该声波沿第一方向传播，从而与所述入射光发生相互作用而导致声子的吸收;从所述第二面有选择地将中心频率为f₂的声波射入所述晶体中，该声波沿与所述第一方向反平行的第二方向传播，从而与所述入射光发生相互作用而导致声子的受激发射。