基于射频技术的声光可调滤波器稳频优化软件设计

声光可调控制器运行时,受到环境温度变化和自身声表面波吸收的影响,器件温度出现变化,使滤波中心的波长产生漂移。为此,基于射频技术,本文提出一种声光可调滤波器稳频优化方法。声光可调滤波器通过改变射频信号数目以及加载频率,高速、随机以及连续地选取滤波波长,优化控制回路以及频率标准FP部分参量,即可得到声光可调滤波器极限线宽以及控制FP频率,完成稳频优化。实验证明:声光可调滤波器温度的特性曲线可表示射频技术应用效果,所提方法能够成功地将滤波中心的波长漂移控制在0.07 nm,稳频优化效果良好。

声光可调滤波器成像光谱仪后置成像系统设计

为进一步提高声光可调滤波器(acousto-optic tunable filter,AOTF)成像光谱仪的结构紧凑度,同时保证高成像质量,针对光谱仪成像系统的整体方案,设计了一种对称式、双远心结构的后置成像系统。仿真结果表明,该成像系统的物像共轭距可达到100 mm,在空间频率为40 lp/mm时,调制传递函数平均值为0.5,成像质量满足拟研制的AOTF成像光谱仪的设计要求。

440～800nm非共线声光可调滤波器设计及其性能分析

在440～800nm波段对I.C.Chang和P.A.Gass两种非共线声光相互作用理论进行分析和比较.以P.A.Gass理论为基础,开展440～800nm非共线声光可调滤波器的设计.研究该器件的光谱分辨性能、信号稳定性能和空间分辨性能与器件相关参数的关系,提出了这些主要性能的改善方法.对促进可见光至近红外非共线声光可调滤波器的广泛应用具有一定意义.

新型光纤声光可调滤波器的宽带信号放大器设计

为了改进现有宽带信号放大器的设计并优化器件的性能,采用了基于新型声致光纤光栅光路的设计方法,通过对放大器的理论的计算和调试,针对产生声致长周期光纤光栅所需的MHz量级声波信号需要,设计了一个新型射频放大电路。进行了理论分析和实验验证,取得了声致光纤光栅透射光谱中谐振峰的透射深度检验放大电路的性能数据,结果表示:该放大器能够满足产生声致长周期光纤光栅的器件要求,这一结果对大幅改善和优化宽带信号放大器的性能是有帮助的。

声光可调滤波器光谱分辨率提高的新方法研究

本文首先详细阐述了声光可调滤波器的工作原理,是根据反常声光布拉格衍射原理制作而成的,说明了非共线性声光可调滤波器的工作流程,给出了提高光谱分辨率的改进公式,该公式的推导对于提高光谱分辨率具有重要意义,同时介绍了利用两个声光可调滤波器提高光谱分别率的方法,即二次滤波法,最后,对二次滤波法的原理进行了分析。

基于ARM7控制的声光可调滤波器的射频电路

声光可调滤波器(AOTF)是未来全光网络中实现波长路由选择的首选器件,为制作该器件必须首先完成驱动模块射频电路的设计。文章介绍了一种声光可调谐滤波器驱动系统的实现,该系统基于ARM7控制的用于中心波长为1500的波分复用光网络;基于频率合成芯片ADF4360-8以及ATMEL公司的AMR7芯片AT91SAM7S256。利用仿真软件ADIsimPLL配合设计芯片外围电路。以这种方式设计的射频电路覆盖了1500～1600nm的光谱范围,能实现1nm的波长调谐,具有结构简单、操作方便、稳定性高等特点。

声光可调滤波器中的射频电路设计

声光可调滤波器(AOTF)是未来全光网络中实现波长路由选择的首选器件,为制作该器件必须首先完成驱动模块—射频电路的设计。介绍了一种用于中心波长为1 500 nm的波分复用光网络的声光可调谐滤波器的驱动系统的设计方案。该方案基于锁相环和单片机控制的原理,以大规模集成芯片MC145170为中心,配以低通滤波、压控振荡器和单片机频率控制系统。以这种方式设计的射频电路覆盖了1 500 nm^1 600 nm的光谱范围,能实现1nm的波长调谐,具有结构简单、操作方便、稳定性高等特点。

声光可调滤波器在光纤通信系统中的应用进展

声光可调滤波器以其宽的调节范围、窄的滤波线宽、多信道并行滤光等特点，在光纤通信系统中作动态增益均衡器具有很多优点。用声光可调滤波器实现ＥＤＦＡ级联的ＷＤＭ系统的动态增益均衡，可扩展增益带宽（～５２ ｎｍ），提高传输距离 （～ ２４００ ｋｍ）。

声光可调滤波器的超声波频率协调关系的研究

本文利用核函数非线性映射原理,重新设计出高维空间中的超声波频率协调关系.通过对Chang理论和Gass修正理论的具体分析,得出其超声波频率协调关系相对原始公式的偏差,由此得出两理论的不足;为明确超声波频率与入射光角度和入射光波长之间的关系,并使其得到简化,利用非线性映射原理使原始数据样本映射到高维核空间中,将非线性问题转化为线性问题,得到适合的核函数,改进了超声波频率的协调关系.

声光可调滤波器双晶体二次滤波的性能分析（英文）

非共线声光可调滤波器（AOTF）是一种利用反常声光作用原理制成的新型分光器件，其衍射信号的光谱分辨率和旁瓣是评价AOTF性能的两个重要指标。阐述了通过两个AOTF进行二次滤波的基本原理。实验证实了二次滤波法可使AOTF衍射信号的光谱分辨率提高40．4％～3．2％和旁瓣抑制9．5570dB到13．2407dB。研究结果表明用两个AOTF进行二次滤波在声光滤波领域有着巨大的应用前景。

双模光纤声光可调谐滤波器的研究

结合耦合模理论,给出了影响双模光纤AOTF带宽的参数:两个模式之间的拍长和群速延迟差分。基于对上述参数的分析,提出了几种实现窄带滤波的方法。

基于声光可调滤波器的肺癌组织快速显微光谱成像

相比于传统的分光元件,非共线声光可调滤波器(AOTF)具有小巧、稳定性强、调谐灵活快速、信号接收和处理方便等诸多优点,在光谱成像领域具有很高应用价值。将非共线AOTF与倒置光学显微镜有机结合,构建了显微光谱成像系统,在可见光范围内开展了肺癌组织的快速显微光谱成像研究。通过实验获得了加载在AOTF上的超声频率与衍射光波长的调谐关系,与理论计算结果符合较好;获得了在一系列中心光波长下的肺癌组织的显微图像和对应的窄带光谱。实验结果表明,系统在工作波段内均保持较好的光谱分辨性能;对不同光波长肺癌组织图像进行对比,结果未见图像明显漂移,表明图像稳定性高;各中心波长下获得的肺癌组织图像均呈现较好的清晰度;不同波长肺癌组织图像的对比以及亮度、透射率曲线的分析结果显示,在503.45~590.12nm范围内,肺癌组织图像呈现最佳的对比度和清晰度,这主要是源于不同区域的内在组分和结构不同使得肺癌组织对于不同波长光信号的吸收程度不同。

基于声光可调滤波器双滤波技术的超光谱显微成像系统及其图像分析

光谱分辨率是声光可调滤波器(AOTF)的关键。基于声光滤波器的工作原理,通过前后串联两个滤波器,设计了基于双滤波结构的超光谱成像系统。通过对单一滤波和双滤波结构特性的理论计算和实验测量结果的分析比较,可以发现在中心波长相等的情况下,双滤波结构的光谱宽度比单一滤波结构小,说明了双滤波技术在改善光谱宽度方面的优越性。另外,利用双滤波结构,结合倒置光学显微镜,设计了基于双滤波技术的显微成像系统。基于大量的胃癌组织超光谱显微图像,选取相关系数较小的三个光谱图像,使用RGB假彩色图像融合技术进行处理。经仿真实验发现,超光谱图像融合技术能够有效地改善图像的质量。

声光调制光谱相机的成像漂移

研究了基于声光可调滤波机理的光谱相机在成像时由声光晶体的色散而产生的图像漂移现象。利用色散补偿法和图像位移补偿法,理论计算并实验测量了声光可调滤波器(AOTF)在可见光(488～644 nm)波段内由晶体外衍射角所引起的图像漂移,并进行了优化实验。采用色散补偿法,调整入射光为准平行光,入射光波长为488～644 nm时,在晶体出射面添加0.6°的光楔,晶体外衍射角的变化量可由0.066 50°降低到0.004 2°,即图像漂移量由162.1μm降低到10.9μm;采用图像位移补偿法,不添加光楔,入射光波长为488～644 nm时,图像水平漂移量可从468μm降低到0.658μm,漂移量在一个像元内。实验表明:基于提出的两种方法可忽略成像漂移对图像的影响,有效提高了基于AOTF机理的光谱相机的成像分辨率。

中红外声光可调滤光器

报道了一种非同向离轴型大角孔径声光可调滤波器（AOTF）的设计、制作和性能测试。采用光矢量在折射率椭球上切线平行布局方式,利用设计、仿真软件确定了最佳的参数。驱动信号采用快速扫描直接数字合成器（DDS）技术和高速现场可编程门阵列（FPGA）技术产生。器件实现的调谐范围3.6~4.8μm,光谱分辨率小于75 nm,衍射效率为20%。

皮肤鳞状细胞癌声光滤波显微光谱成像研究

TeO2非共线声光可调滤波器(AOTF)是一种优良的电调谐分光器件,具有体积小巧、稳定性高、调谐快速、可实现便携等优点,在超光谱成像领域具有很高的应用价值。通过非共线AOTF与光学倒置显微镜有机结合,建立了声光滤波超光谱显微成像系统;在可见光范围内,开展了人体皮肤鳞状细胞癌组织的超光谱显微成像实验研究,获得了一系列不同衍射光中心波长下的皮肤鳞状细胞癌组织的光谱和对应的显微图像。系统性能检测实验结果显示,在超声频率为110~180 MHz范围内的衍射光带宽仅为1.28~2.84 nm,表明本研究中的AOTF具有很高的光谱分辨率,达到102个光谱通道量级,完全可以满足超光谱显微成像对生物组织结构进行精确识别的需要。本系统采用高质量的TeO2晶体、双胶合透镜以及优化的射频驱动源,有效地抑制了衍射光光谱的旁瓣。分析了超声频率与衍射光中心波长的调谐关系,以及超声频率与对应衍射光谱带宽的关系曲线,实验结果与理论计算结果有着较好的一致性。系统实验获得的皮肤鳞状细胞癌组织显微图像随光波长漂移不显著,表明超光谱成像系统的图像稳定性高。通过对比,分析了不同中心衍射光下的皮肤鳞状细胞癌组织显微图像的清晰度随光波长的变化规律,在522.52 nm时,皮肤鳞状细胞癌组织内部各精细结构区分明显,图像最为清晰。通过定义透射差异系数,分析了图像整体亮度曲线和透射差异系数随光波长变化曲线,其变化规律与直观观察结果相符合;对皮肤鳞状细胞癌组织图像进行了边缘提取分析,得出在497.87~551.29 nm内,可在整体视野较为明亮的情况下对皮肤鳞状细胞癌组织进行观察和研究,在509.69~527.59 nm范围内,组织边缘明亮清晰且完整,是进行皮肤鳞状细胞癌组织结构精确识别与分析的最佳窗口。该研究为人体皮肤鳞状细胞癌组织结构简便、灵活、快速地检测与识别提供了一种新方法。

双重滤波扫频光源的研制

扫频光源是目前光学相干层析成像的关键部分,其光谱带宽和瞬时线宽分别影响着成像系统的轴向分辨率和成像深度。在单一滤波器中,这两者相互制约。针对这一情况,提出了一个利用两种滤波器组合优化的扫频光源系统。以双半导体光放大器并联作为增益介质,将声光可调滤波器(AOTF)和法布里-珀罗可调滤波器(FFP-TF)串联接入环形腔内进行双重滤波。其中AOTF的调谐范围和瞬时线宽均较宽,FFP-TF与之相反,经同步匹配设置后,两者协调工作,能够发挥各自的优势。通过搭建系统,获得了中心波长为1 316 nm的扫频激光输出,其光谱是1 235～1 380 nm,调谐范围是145 nm,瞬时线宽小于0.02 nm,扫频速度为1.35 kHz,输出光功率为0.48 mW。该扫频光源能够克服单一滤波器的固有缺陷,实现宽光谱带宽与窄瞬时线宽的有效统一,对成像综合性能的优化具有重要意义。

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400nm～900nm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5mm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。

基于AOTF的高光谱偏振成像系统设计

为获得目标和场景的偏振信息,提高目标识别和地物探测的准确度,设计了基于液晶相位可变延迟器(LCVR)和声光可调滤波器(AOTF)的高光谱偏振成像探测系统。首先介绍了偏振成像探测的原理,然后给出了探测系统的结构,并对其光学系统的各元件进行了合理的参数分配,最后利用编制的信息处理软件对系统采集的高光谱偏振图像进行了处理,处理结果能够反映出目标的光谱特性和偏振特性,对于复杂背景下的目标探测与识别具有重要的应用价值。

基于AOTF的高光谱偏振成像系统设计与实验

为获得目标和场景的偏振信息,基于线偏振片和声光可调滤波器(AOTF)设计了一套高光谱偏振成像系统。文中从AOTF的工作原理出发分析其偏振等效关系,随后给出了探测系统的具体结构,并对其光学系统的各元件进行了合理的参数配置。最后,利用设计的成像系统对林地背景中的涂覆三种不同颜色涂层的铝板进行了高光谱偏振成像实验,获得了场景的高光谱信息和偏振信息,并通过数据处理得到涂层与背景之间的强度对比和偏振对比特性。结果表明:涂层与自然背景的偏振特性存在一定程度的差异,对于不同自然背景中的目标,通过选择与背景特性差异较大的若干波长或波段,利用合适的探测方式进行探测,有利于实现快速准确的目标识别。