La_3Ga_5SiO_(14)声光可调谐滤波器设计

分析了La3Ga5SiO14(简称LGS)既可以做成同向声光可调谐滤波器,又可以做成大孔径非同向声光可调谐滤波器。推导出超声波频率f和光波波长λo的调谐关系;计算出滤波器的光谱分辨率R和集光能力δiθ;光入射角iθ与衍射角θd、声入射角θa之间的关系。为LGS声光可调滤波器的实用化设计提供了充分可靠的理论依据。把LGS与TeO2声光可调滤波器的光谱分辨率和集光能力做了比较,认为LGS设计成同向声光可调谐滤波器既简便又实用。     

声光可调谐滤波器(AOTF)消色散设计

介绍了非共线声光可调谐滤波器的构成及基本原理,计算了非共线声光可调谐滤波器衍射出的±1级衍射偏振光的偏转角,采用在光路中添加光楔的方法补偿非共线声光可调谐滤波器晶体色散引起的图像漂移.分析结果表明使用TeO_2材料设计的光楔在楔角为7.6°的时候可以控制图像漂移在一个像元以内,并在400～900 nm的工作波段范围内满足稳定成像的要求.     

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     

基于光纤叠栅的全光纤声光可调谐滤波器的特性分析

本文提出了一种基于光纤叠栅的全光纤声光可调谐滤波器, 与普通光纤布拉格光栅型全光纤声光可调谐滤波器相比, 该滤波器能够对光纤叠栅的两个中心波长进行同步调制. 理论分析了声波频率和声致应变幅度对基于光纤叠栅的全光纤声光可调谐滤波器的传输光谱的影响, 结果表明, 各阶次反射峰分别以两个主反射峰为中心呈对称关系, 且主反射峰与其所调制出的次反射峰之间的波长间隔与声波频率成正比, 而两个主反射峰所调制出的同阶次反射峰之间的波长间隔与声波频率无关; 声致应变幅度主要影响主反射峰及次反射峰的反射率的变化. 实验中, 分别测试声波频率为390 kHz和710 kHz的基于光纤叠栅的全光纤声光可调谐滤波器的传输光谱, 实验结果的变化趋势与仿真分析结果相一致.     

光学相关论题 声光学

TN65 2006065479一般相位匹配条件下声光可调谐滤波器系统的理论分析=Theoretical analysis of acousto-optic tunable filter sys- tems with normal phase match condition[刊,中]/徐可欣(天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室．天津(300072)),贺忠海…//中国激光．—2006．33(8)．—1047-1050研究非共线性声光可调谐滤波器(AOTF)在一般相位匹配条件下的声光相互作用关系。对于通常设计制造的声光可调谐滤波器,它的o光和e光具有不同的波长,应用中无法同时使用此两束衍射光,为了使可用光强增大,     

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.     

声光可调谐波波器多波长同时滤波的特性

集成光声光可调谐滤波器（AOFT）有很多优点，特别是它可以同时滤出多个滤长，因此在波分复用（WDM）光纤通信网络中有重要应用。针对其这种特性，运用耦合模理论，导出了同时存在两束声波时的严格的耦合模方程，在此基础上，得到滤波特性的数值解，分析了多波长同时运用时，滤波器的主峰强度，中心波长和3dB带宽随时间的波动，同时也分析了当信道间隔较小时滤波特性失真严重，噪声较高的原因，在分析了共线型声光可调谐滤波器多波长同时运用所存在缺点的基础上，提出利用准共线模转换器来改善声光可调谐滤波器多波长同时运用的性能。     

窄带集成声光可调谐滤波器的研制

利用模式耦合理论分析了声光模式转换,并对声光可调谐滤波器的滤波带宽、调谐范围、驱动功率等性能参数进行分析计算。设计并制作出窄带集成声光可调谐滤波器(IAOTF)样品,搭建相应的IAOTF测试平台,得到中心波长在1.55μm,滤波带宽达到0.85 nm,波长调谐范围达到80 nm,驱动功率低于40mW的IAOTF。并对进一步压缩滤波带宽和旁瓣效应提出了解决途径。     

考虑旋光影响的窄带声光滤波器设计及其性能分析

基于电信号调谐的声光可调滤波器具有宽光谱、快速调谐、大孔径角以及窄滤波线宽等特点。在考虑了二氧化碲晶体的旋光性的基础上,设计了一种非共线型声光滤波器。实验研究了该滤波器调谐关系以及不同中心波长的滤波线宽等性能。该滤波器的性能与理论预期符合较好。另外,结合倒置光学显微镜系统,搭建了超光谱显微成像实验系统,并进行了初步的超光谱显微成像实验研究,在可见光范围内获得了较好的超光谱成像结果。     

基于一维耦合腔光子晶体的声光可调谐平顶滤波器的研究

本文利用一维耦合腔光子晶体,提出了一种声光可调谐平顶滤波器.该滤波器利用声光效应,通过改变超声波频率使一维耦合腔光子晶体透射谱的平顶滤波器的中心波长产生漂移,从而实现可调谐的滤波功能.基于传输矩阵法和声光效应理论,建立了这种平顶滤波器的理论模型;利用COMSOL软件,对平顶滤波器的矩形度、通带带宽、插入损耗、可调谐特性、加工精度进行仿真研究.研究结果表明,通过施加频率为6-11 MHz的超声波,可实现通带带宽为5-6 nm及中心波长在1514-1562 nm范围内可调谐的平顶滤波器;在可调谐范围内通带带宽内插入损耗不超过2.23 dB,最低仅为0.78 dB,矩形度最低可达1.4;加工误差在±10 nm内平顶滤波器的中心波长、矩形度、插入损耗、通带带宽出现的偏差很小.该平顶滤波器具有易于设计和集成、通带平坦、可调谐范围宽、通带带宽稳定、插入损耗低、品质因素高的特点,在光开关、可调谐光纤激光器、光纤传感等光通信领域有重要应用.     

Design and analysis of a noncollinear acousto-optic tunable filter

The design of the noncollinear acousto-optic tunable filter (AOTF) is commonly based on the parallel tangents momentum-matching condition. Previous studies either have used an approximation of the birefringence of the interaction material or have ignored the rotatory property of TeO(2). These approaches would obviously decrease the accuracy of designing an acousto-optic tunable filter (AOTF). We introduce an analysis method of calculating the optimum incident optical angle. Besides, an appropriate optical wedge on the output optical facet is designed to reduce the wavelength dependence of the diffracted beam angle, which is very significant in practical applications of AOTF.     

The Optical Characteristics of the Acousto-optic Tunable Filter with the Equivalent Point

In this paper, the interaction curves of acoustic and optical waves in a non-collinear AOTF (acousto-optic tunable filter) cell under the parallel-tangent momentum matching condition are analyzed systematically. A new theory of equivalent point for AOTF design is put forward. The wavelength characteristics and the wavelength resolution of two diffraction beams with equivalent point design in AOTF are emphatically analyzed. The optical characteristics at δ=0 (ideal case) and δ≠0 (real case) are also discussed. The advantages of the AOTF with equivalent point design include high wavelength resolution,more quantitative energy and larger incident angle aperture.     

The Optical Characteristics of the Acousto-optic Tunable Filter with the Equivalent Point

In this paper, the interaction curves of acoustic and optical waves in a non-collinear AOTF (acousto-optic tunable filter) cell under the parallel-tangent momentum matching condition are analyzed systematically. A new theory of equivalent point for AOTF design is put forward. The wavelength characteristics and the wavelength resolution of two diffraction beams with equivalent point design in AOTF are emphatically analyzed. The optical characteristics at δ = 0 (ideal case) and δ≠0 (real case) are also discussed. The advantages of the AOTF with equivalent point design include high wavelength resolution, more quantitative energy and larger incident angle aperture.     

AOTF成像光谱仪光学系统的最优方案选择

 基于声光可调谐滤波器（AOTF）的成像光谱仪是一种新型的成像光谱仪,它除了具有一般成像光谱仪的二维空间信息与一维光谱信息外,还能获得目标的偏振信息。在实际应用中AOTF可接收的光束孔径角一般不大于5°～6°,因而受到所采用声光晶体可接收角度的限制,AOTF光谱成像仪的光学系统不能同时兼顾大孔径与大视场。要求AOTF成像光谱仪视场满足128×128像元,TeO2晶体尺寸为10 mm×10 mm,根据声光可调谐滤波器成像光谱仪光学系统的特点,分析比较了2种光学系统总体方案,最终将系统的孔径光栏放置在晶体上,TeO2晶体尺寸限制了孔径光栏的尺寸,晶体可接收的角度决定了系统的视场角,提高了能量利用率,获得较高的图像信噪比。     

Analysis of the deviation of the diffracted beams caused by acousto-optic tunable filter in multispectral imaging

The deviation caused by acousto-optic tunable filter(AOTF) diffraction in multispectral imaging is analyzed through derivation calculus of the deviation angle.The rotatory polarization of acousto-optic crystal is taken into account in this analysis.The relationships between the polar angle of the incident and the diffracted beams are acquired by using the momentum-matching condition.During the diffraction of the incident beams,far more deviations are induced.     

反常氧化碲声光偏转器控制理论研究

根据晶体的声光特性以及反常布喇格衍射的Dixon方程，得出了氧化碲声光偏转器在反常布拉格衍射条件下的参量矢量关系.分析了超声波方向、入射光角度、衍射光角度与声波频率之间的关系.针对卫星光通信中衍射角固定的应用情况，通过数值求解和参量拟合，建立了一个基于平面方程的简单控制模型.利用该模型可以很快得到超声控制频率，使衍射角固定不变.     

Feasibility of Non-Collinear TeO2 Acoustic-Optic Tunable Filters Used in the Optical Communication

The characteristics and the structure of TeO2 acoustic-optic tunable filter used in communication are discussed briefly based on the acoustic-optic theory and it is shown that a large optical incident angle and a long interaction length are suitable for the optical add/drop multiplexer based on the TeO2 acoustic-optic tunable filter. The distribution of acoustic energy flow in the device supports the large optical incident angle. The long interaction length depends on the change of the device structure to some degree. The measured results of the samples show that the diffraction efficiency reaches at 96% in the tuning range larger than lOOnm and the bandwidth is about 2nm. It can be found that there is a good consistency with the basic theoretical mode. The optimized design result shows that the diffraction efficiency can arrive at 100%, and the bandwidth can be less than 0.4nm. Thus, the non-collinear TeO2 acoustic-optic tunable filter can play an important role in the coming general optical network.     

液晶相位调制型声光成像光谱偏振测量研究

新型的声光可调滤波器和双液晶相位可调延迟器相结合的一次成像光谱偏振系统与传统的二次成像光谱系统相比,不仅具有通光孔径大、光利用率高和全系统电调谐等优点,而且还能同时满足AOTF和LCVR的小角度入射,大大提高了光谱测量精度和偏振测量精度。通过实验计算,用拟合修正后的波长0和驱动频率fa关系式进行光谱测量,其相对误差值比用理论公式进行测量时减小约一个数量级。并且只需4组相位延迟量和4幅强度图即可求出全部的斯托克斯Stokes参量。理论分析了当系统考虑入射角度时,其偏振度、线偏振度、圆偏振度和角偏振度的最大相对误差值比只考虑光垂直入射时分别减少约0.306%、0.130%、10.96%和3.783%,为进一步提高系统的测量精度提供了理论基础。