基于声光可调谐滤光器的显微光谱成像技术

为了解决传统声光可调谐滤光器(AOTF)成像模糊的缺点,设计了一种新的AOTF。该器件通过在传统的AOTF的出射孔后面放置一个自行设计的等边色散棱镜来实现对衍射光的色散展宽进行补偿,明显地提高了成像的对比度和空间分辨率。将此器件附加在传统光学显微镜上,获得了一种新型的光谱显微成像仪器。其光谱分辨率在575nm波长处为4.2nm、成像空间分辨率为2μm、图像采集速度为毫秒量级。为基于AOTF的光谱成像技术在生物医学等领域的更广泛的应用奠定了基础。

成像型声光可调谐滤光器关键性能指标测试方法研究

成像型声光可调谐滤光器(acousto-optic tunable filter,AOTF)是近年来发展起来的一种十分重要的新型光谱成像仪器滤光器件。文章分析了成像型AOTF的基本工作原理,并研究了一套AOTF关键性能如衍射效率、波长温漂、空间衍射效率均匀性、图像漂移等指标的测试方法。

声光可调谐滤光器的原理与特性

概述了声光相互作用 ,介绍了声光可调谐滤光器 (AOTF)的原理、结构、特性及应用。

非共线声光可调谐滤光器(AOTF)偏振光波长的研究

对经非共线声光可调谐滤光器(AOTF)后衍射出的±1级偏振光波长进行了分析,理论和实验结果基本一致,相对误差<±2%。在2-4 μm波段,两级光的波长差为0.2-0.3 μm。研究的结果为双波长分光光度法的应用提供了有价值的参考数据。

声光可调谐滤光器在原子光谱研究中的应用

本文研究测定了氧化碲晶体制成的声光可调谐滤光器(AOTF),在可见光光谱范围内的超声波的频率,实测出电压-频率曲线,通过多次反复测量得到调谐曲线.并利用现有的AOTF标定了氢原子巴尔末线的λγ谱线,结果十分精确.结论声光可调谐滤光器是研究分析原子光谱最实用、方便、快速的仪器.

声光可调谐滤光器光学特性的研究

对声光可调谐滤光器(AOTF)的光学特性进行了实验研究,探讨了AOTF重要光学特性的测量方法并提出了通过改变电声换能器形状压缩衍射光旁瓣的方法,通过实验测量了AOTF重要光学特性,并比较了两种电声换能器形状对衍射光的影响.结果表明,可以通过改变换能器形状达到压缩旁瓣的目的.

近红外光谱检测中声光可调谐滤光器性能研究

旁瓣是声光可调谐滤光器的重要性能指标。根据在声光相互作用通道上 ,声强分布不同 ,其旁瓣特性将不同 ,因此可通过改变换能器的形状来改变声强分布。先定量计算了不同形状换能器产生的声强 ,并根据计算设计了不同形状换能器的声光可调谐滤光器 ,然后通过实验得到它们的光学特性曲线 ,实验结果表明 ,改变换能器形状可以抑制旁瓣 (即切趾 )。

基于声光可调谐滤光器的成像光谱仪系统设计

提出了基于声光可调谐滤光器(AOTF)的成像光谱仪系统设计方法,并研制了成像光谱仪原理样机,工作波段为0.45~0.95μm。该原理样机的光学系统包括三个部分,放大倍率为6的前置望远系统,AOTF组件和焦距为70 mm的成像系统,原理样机系统焦距为420 mm,取+1级衍射光成像。进行了目标成像试验,给出了天空、楼房(远、近)、树叶、窗户等目标采样点的图像-光谱信息,其中近处楼房和远处楼房具有相同的光谱特性。结果表明,该成像光谱仪可以给出目标的大小、形状、相对位置等空间信息,也可在图像的任何位置上得到一个像元的光谱特性,且同一目标的光谱信息不会因为距离的不同而发生改变。因此可根据不同的光谱信息分辨出目标类型,对目标识别具有实用价值。

新型宽带匹配网络在双路宽光谱声光可调谐滤光器成像技术中的应用

基于双路声光可调谐滤光器(AOTF)的宽光谱成像技术在偏振成像光谱仪中得到应用,其成像质量受AOTF衍射效率、光谱带宽等影响。其核心部件超声换能器阻抗失配时导致驱动功率无法最大限度地传递给换能器,使AOTF光谱衍射效率降低。3 dB光谱带宽变窄,影响光谱图像有用信息的获取。采用压缩回波损耗技术,设计了一种基于LC拓扑结构及组合臂的宽频带、光谱衍射效率高的新型匹配网络。最终测得AOTF的光谱衍射效率最高达94%,光谱带宽小于5 nm,提高了在420~1 150 nm波段范围内的光谱衍射效率及分辨率,实测目标的成像质量得到明显改善。

红外声光可调谐滤光器

本文报导了一个红外声光可调谐滤光器的研制,该器件的光谱调谐范围为1.2～3.0μm,在2.1μm处的通带宽度为40(?)。文中详细地讨论了器件的设计、性能测试和分析。

声光可调谐滤光器分光系统光学特性的研究

对声光可调谐滤光器 (AOTF)及其分光系统的光学特性进行了实验研究 ,提出了提高衍射光谱纯度的有效方法 ,分析了正交双偏振方法和光电结合的调制解调方法 ,并以近红外区域水的吸收峰测量谱图为例 ,对几种分光系统的改进效果与傅里叶变换红外光谱仪的测量效果进行了对比验证。结果表明 ,两种方法均能有效地消除零级光的影响 ,但正交双偏振方法以牺牲光能利用率为代价 ,调制方法能够在不降低光能利用率的情况下提高AOTF分光系统的光谱分辨力和信噪比 ,并可以简化光路结构。

声光可调谐滤光器的等值点理论

系统地给出了满足平行切线动量匹配条件下的声光相互作用关系曲线 ,发现仅当光的入射方向与晶体光轴间的夹角约为 5 6°时 ,在可见至近红外光谱范围内 ,同一声波矢量可使o光入射e光衍射和e光入射o光衍射同时满足平行切线动量匹配条件 ,并且这两束衍射光的波长相等。称这一特殊的角度为声光可调谐滤光器理论设计的等值点 ,并通过实验验证了这一分析结果的正确性。应用等值点原理设计声光可调谐滤光器 。

可调谐窄带滤光器

分析了非线性定向耦合光滤波器的滤波机理和滤波特性。讨论了各种结构参数对滤波特性的影响。

低漂移成像声光可调滤光器

用TeO晶体制作的声光可调滤光器,分出的衍射光会出现角度随波长改变而漂移的现象,给后期图像处理带来了一定难度。该文介绍了一种抑制衍射光漂移的方法,并首次给出了校正漂移的设计公式、测试方法等。实验表明,通过严格的校正设计和精确的晶体加工技术,衍射光角度的漂移被控制在0.01°内,为提高光谱成像图像质量打下了基础。

AOTF驱动器设计

为提高声光可调谐滤光器(Acousto-optic tunable filter,缩写AOTF)分光性能,文中设计基于锁相环的AOTF驱动器。采用数字锁相环频率合成器产生射频驱动信号;设计了跳频电路部分以提高不同频率驱动信号间的切换速度;加入调制级,有效的减小了0级光噪声。

红外AOTF调谐关系及其衍射光波长特性研究

对红外AOTF的分光原理和两级衍射光波长特性进行了理论与实验分析.结果表明:AOTF的驱动频率与衍射光波数基本成线性关系;入射角小于57.6°时,两级衍射光波长不等,波长差随驱动频率的增加而减小.分析了影响AOTF分辨率的主要因素,提出了改进方法.

光学仪器 眼镜、放大镜、显微镜、望远镜

TH742／／TN253 2005043153 PSTM孔径光纤探针的FDTD数值模拟=Numerical simu- lation of metal-coated aperture fiber probe based on finite- difference time-domain method[刊,中]／简国树(大连理工大学物理系,辽宁,大连(116024)),李岩…／／激光杂志,- 2004,25(6),-49-50 用二维时域有限差分法,讨论了光子扫描隧道显微镜 (PSTM)中入射波的入射角、样品探针间距以及镀金膜孔径光纤的结构参数如膜厚、孔径宽度对成像的分辨率及灵敏度的影响;研究了镀不同金属膜的孔径光纤的分辨率与灵敏度,并与无镀膜有孔径光纤进行比较。图4表2参10 (于晓光)

成分含量近红外快速检测技术及系统的研究

研究了基于声光可调谐滤光器 (AOTF)分光原理的成分含量近红外检测技术及其系统组成 ,重点讨论了采用新颖的光电结合的调制方法提高衍射光的分离纯度和效率 ,以提高系统的光谱信噪比和光谱分辨率。同时文中介绍了近红外检测技术中不可分割的软件部分——化学计量学建模方法。最后通过对牛奶主要成分含量的实际测量验证了测量方法的有效性 ,实验结果表明 ,测量时间为 30秒 /样品 。

LCVR和AOTF的光谱偏振测量新策略

现有利用液晶相位可变延迟器(LCVR)和声光可调谐滤光器(AOTF)的偏振测量方法较为繁琐,故提出了一种光谱偏振测量新策略,去除了机械运动,并且相位延迟量的选取从四组减少为两组。采用两个LCVR和一个AOTF,通过两个相同型号探测器分别测量±1级衍射光,实现光谱偏振测量。电脑控制LCVR和AOTF的驱动系统分别实现所需相位延迟量和波长选择,通过扫描射频驱动整个频段得到被测光的光谱信息。叙述了方法的具体原理,分析了AOTF的偏振模型,通过理论计算LCVR和AOTF的Muller矩阵,推导出了相应的斯托克斯(Stokes)矢量中的I,Q,U的测量公式。分析并仿真了相位延迟量微小偏差对整个系统测量误差的影响,结果显示相位延迟量在±π/100范围内相对误差<3%。实验验证了测量系统的可行性和准确性,测量误差总体<6%。为偏振测量提供了一种简单可行且精度较高的新方法,具有重要的应用价值。

基于AOTF的在线红外光谱测量系统

介绍了一种新型的红外光谱测量系统,它由准直发射系统和聚焦接收系统两大部分组成,以声光可调谐滤光器(AOTF)为色散元件,连续改变AOTF的驱动频率就能实现快速波长扫描,达到实时测量目的。该系统具有结构简单、测量快速等特点,可用于在线有害气体检测和红外光谱分析。实验表明,系统光谱测量范围为2.5～5μm,光谱分辨力为10nm。