AOTF成像光谱仪声光晶体衍射效率研究

基于AOTF的成像光谱仪是集图像、光谱及偏振信息为一体的新型探测仪器,由于声光晶体是其核心分光器件,它的性能将影响目标信息的获取能力。因此, 研究提高声光晶体衍射效率的方法是AOTF成像光谱仪研制的重点和关键。首先介绍了AOTF成像光谱仪的工作原理,基于耦合波理论推导了声光晶体衍射效率方程,然后对AOTF成像光谱仪声光晶体衍射效率的影响因素进行数值仿真分析,最后,用Tracepro软件对不同入射光进行了仿真计算。分析结果表明,当AOTF成像光谱仪工作波长范围在0.4 μm~0.9 μm时,为使衍射效率能达到最大值,各个影响因素的最优值是:换能器长度d为2.5 mm,光栅倾斜角φ选择在80°,入射光选择o光。     

SiO2波导布拉格器件中声表面波及声光相互作用分析

针对SiO2光波导声光布拉格器件,计算了SiO2非对称平板波导TE模式的横向场分布;给出了SiO2/ZnO/Air层状介质结构的性能方程、运动方程和麦克斯韦方程,推导出这种层状结构的特征方程,并结合所满足的边界条件,得到了各层介质的位移及电磁场分布;计算了声表面波所引起的光学相对介质隔离率张量的变化,最后讨论了声光衍射效率和光场与声场的重叠积分、声功率、声频率、声孔径和光波导参数之间的关系。结果表明,在低频范围内光场与声表面波场重叠良好;低阶模的重叠积分始终大于高阶模重叠积分,最低阶模与声表面波相互作用最强,所需声功率最小;当声功率一定时,增加声孔径可以提高衍射效率。     

一种基于集成光学声光作用的新型光谱分析仪特性分析

介绍了一种基于集成光学声光相互作用原理的集成光学光谱分析仪,与传统光栅光谱仪相比具有体积小,精度高的特点.在理论上分析了这种光谱仪的基本原理、色散本领和分辨本领.给出了实验测量装置原理图,并在试验中对He:Ne激光器和多模半导体激光器输出光谱进行了测量,得到了理想的结果.     

国家海洋局海洋技术研究所系列声光器件简介

国家海洋局海洋技术研究所声光技术实验室,是国内开展声光技术研究与开发较早的单位之一,自1974年至今,已有十五年历史。该实验室在首先导出了不同状态下声光衍射的完整数学解之外,独创了一套声光器件的加工工艺,可成功地制做1GHz以内的各种声光器件;能对声光器件的20多个声、光、电学参数定量测量。研制的各种声光器件已在国内20多所大专院校和科研单位应用。     

半绝缘等离子体波导太赫兹量子级联激光器工艺研究

采用气态源分子束外延设备生长了GaAs/AlGaAs束缚态到连续态跃迁结构的太赫兹（THz）量子级联激光器（QCL）有源区结构,研究了半绝缘等离子体波导THz QCL的器件工艺,采用远红外傅里叶变换光谱仪以及探测器测量了器件的电光特性.器件激射频率为32 THz,10 K下的阈值电流密度为275 A/cm². 关键词： 太赫兹 量子级联激光器 波导 器件工艺     

可见/近红外实时成像光谱仪控制系统设计

针对高光谱成像需求,设计了一套可见/近红外实时成像光谱仪.光谱仪基于声光可调谐滤波器(Acousto-Optic Tunable Filter,AOTF)分光器件进行设计,光谱带宽为1.3μm,其中可见光相机工作在400～1000 nm波段,近红外相机工作在1000～1700 nm波段.光谱仪控制系统以现场可编程门阵列...     

表面波布拉格声光互作用耦合波方程的研究

定义了压电晶体的增劲声光系数，它反映压电晶体中声光、电光和压电效应共同作用的结果。从参量互作用基本理论出发，同时考虑声光效应、电光效应和压电效应三个因素，用一个压电增劲声光系数来表示三种因素的共同作用，导出表面波声光布拉格互作用的耦合波方程。并求解得出相应衍射效率的计算公式。该式说明在弱声光互作用条件下，衍射导光波强度与超声功率成正比。表面波声光器件具有体积小、工作稳定、能耗小、易于集成等优点。可以用作光偏转器、光调制器、滤光器。在光通信以及各类实时信号处理，如相关、卷积、频谱分析、矩阵光计算等领域具有广泛的应用前景。     

超宽带红外声光可调滤光器的设计

根据声束可逆原理,通过在声光互作用介质上相向设置两个具有不同谐振频率的换能器的方法设计出了超宽带的声光滤光器。该器件的带宽是常规器件的两倍。同时,该设计采用了声谐振结构。它可以大幅度地降低驱动源的功率。对于工作在红外波段的声光器件,这一点具有十分重要的意义。     

准共线集成声光模式转换器的性能分析与设计

报道了一种SiO2薄膜声波导和Ti∶LiNbO3光波导之间存在一个角度的准共线的模式转换器结构, 利用波导模式分析导出薄膜声波导的宽度限制; 利用模式耦合理论得出了声光模式转换特性和耦合系数的加权形式. 实现了对耦合系数的加权, 较好地抑制了旁瓣. 在综合考虑旁瓣和线宽的条件下, 设计了这种TE/TM声光模式转换器, 其旁瓣为－16.8 dB, －3 dB线宽和－10 dB线宽分别为1.37 nm和2.31 nm.     

声光波导衍射

本文报导在Ti扩散LiNbO_3波导中,由光学导波和声表面波实现的声光衍射实验。实验中,我们测量了两种TE(TE_0,TE_1)模的主要衍射级光强相对声功率的分布,同时给出实用的计算声功率公式:Pa=(4△n~2/n~6P_(3J)~2K)/LP_R。并在声光品质因数Q=2.5条件下,近似选取了Raman-Nath衍射0级光束相消的位相条件,进行了参数处理。计算了声功率、位移和应变。利用光学导波和声表面波衍射作用的集成光学声光器件,可用于光调制,偏转和开关。过去,这方面有代表性的研究工作是Kuhn等人在玻璃膜波导上的声光工作和Schmidt等人在LiNbO_3(LN)扩散波导上的声光工作。     

TeO2晶体中非同向声光互作用的精确分析

在分析了关于非同向声光可调谐滤光器的两种设计理论的基础上,得到了在严格满足切面平行动量匹配条件下,大角孔径可调谐TeO_2滤光器的θ_a-θ_i曲线.所得的曲线明显地修正了Chang的θ_a-θ_i曲线,对TeO_2声光滤光器的正确设计提供了可靠的理论依据.     

集成光学声光可调谐波长滤波器的研制

阐述了中心波长为１．５２３μｍ的集成光学声光可调谐波长滤波器的各项理论参数、制作工艺以及性能测试。在有效声光相互作用长度１６ｍｍ、射频驱动功率３５ｍＷ时,获得了模式转换效率大于９９％、插入损耗小于－４．ｄＢ、带宽１．６ｎｍ、３ｄＢ调谐范围为１４０ｎｍ的实验结果。     

声光效应实验研究

介绍声光效应的最新理论进展。采用光栅假设，对各向同性介质中的声光效应作了简要讨论，导出了第m级衍射光的衍射效率公式。研究和介绍一种新的声光效应实验装置。在实验中，应用线阵CCD光强分布测量仪等，通过改变超声波的频率和功率，分别实现了对激光束方向的控制和强度的调制；定量给出了声光偏转量的关系曲线和声光调制测量的关系曲线。实验表明，在布喇格衍射下，通过固定超声波功率，测量衍射光相对于零级衍射光的相对光强与超声波频率的关系曲线，不仅可以计算声速，还可以确定声光器件的带宽和中心频率。     

双锥光纤中声光效应的理论分析

利用耦合模理论分析了在双锥光纤耦合区中声光的相互作用,讨论了在不同耦合区半径下扰动周期与声波频率的关系。计算了在双锥光纤中声光谐振耦合的波谱特性和模式转换效率、带宽与调制周期和耦合区长度的关系。介绍了声光的可调谐性。基于此效应可制作全光纤可变衰减器和可调滤波器。     

两级串联声光可调谐滤波器旁瓣抑制的研究

阐述了偏振依赖的共线型和偏振无关的准共线型声光可调谐滤波器的滤波原理,进而导出了两级滤波的转换特性表达式;通过理论计算说明了两级声光可调谐滤波器能够有效地抑制旁瓣;最后,将两个单级的声光可调谐滤波器级联成两级滤波器,进行了旁瓣抑制的实验.实验结果表明,旁瓣被抑制到-19 dB,并且3 dB带宽也得到一定程度的压窄. 关键词： 集成光学 声光可调谐滤波器 旁瓣抑制     

AOTF成像光谱仪声光晶体光谱传递函数的研究

基于AOTF的成像光谱仪是集图像、光谱及偏振信息为一体的新型探测仪器,仪器的光谱传递函数是衡量仪器性能的一项重要指标。介绍了单AOTF型和双AOTF型成像光谱仪的工作原理,利用光学域光谱透过函数,推导了以波数Δv表示的单、双型AOTF光谱传递函数,在工作波段为400 nm~900 nm内,计算对比了单、双AOTF型光谱传递函数,并对影响双AOTF型光谱传递函数的因素进行了仿真分析,最后对仪器参数的选取进行了分析和讨论。结果表明:在入射光极角30°, 声光互作用长度5 mm工作波段下,当双AOTF型成像光谱仪工作中心波长相等时,相比同一工作中心波长时的单AOTF型成像光谱仪,光谱传递函数提高了68%;当工作中心波长不相等时,双AOTF型光谱传递函数并不绝对优于单AOTF型,存在临界值。     

利用TeO2减少多模光纤出射场散斑干扰的研究

 为了减少多模光纤出射光场的散斑干扰,提出了把声光布拉格衍射效应所形成的不同衍射级耦合到多模光纤中,由于衍射级具有不同的偏振态,消弱了光场相干条件,进而在出射光场中消弱了散斑场的对比度,并通过对改变声场频率后得到的散斑场对比度的分析,证实了利用各向异性晶体TeO2能够控制散斑场对比度,改善出射场的高斯分布,得出了可以利用布拉格衍射效应减少散斑场干扰的可能性。     

声光可调谐滤光器的光谱传递特性和数据恢复方法

本文在分析声光可调谐滤光器透过特性的基础上。对其引入了光谱传递函数的概念,并计算和讨论了光谱传递函数随滤光器结构参数的变化规律。     

声光技术在雷达动目标模拟中的应用

由于受到延迟时间固定不变或只能离散变化的限制 ,许多雷达目标模拟器不能模拟连续运动目标的变化。为此 ,设计了一种新型的声光延迟系统 ,并对该系统的性能作了分析。与其它延迟系统相比 ,本系统的优点在于延迟时间可连续变化 ,延迟总时间可满足信号处理的要求。因此 ,它可以方便地应用于运动雷达目标模拟和其它信号的处理。