CN102902083A

CN102902083A - 具有宽光谱的非同向声光可调滤光器

Info

Publication number: CN102902083A
Application number: CN2012104597313A
Authority: CN
Inventors: 刘伟; 陈华志; 吴畏
Original assignee: CETC 26 Research Institute
Current assignee: CETC 26 Research Institute
Priority date: 2012-11-15
Filing date: 2012-11-15
Publication date: 2013-01-30
Anticipated expiration: 2032-11-15
Also published as: CN102902083B

Abstract

具有宽光谱的非同向声光可调滤光器，包括声光块体，该声光块体包括六棱柱形的声光互作用介质，该六棱柱的侧面为第一通声面和第二通声面，第一吸声面和第二吸声面，以及一个入光面和一个出光面，两个通声面平行，在第一通声面上安装第一压电换能器，在第一吸声面上安装有第一吸能材料，在第二通声面上安装第二压电换能器，该第二吸声面上安装有第二吸能材料，第一压电换能器和第二压电换能器具有不同的工作频带，两片换能器都能够独立的工作，每片换能器的工作频率通过独立的匹配电路驱动，两换能器工作频带的加和即为该非同向声光可调滤光器的工作带宽，满足了宽光谱调谐滤光的应用要求。

Description

具有宽光谱的非同向声光可调滤光器

技术领域

本发明涉及声光器件，尤其是一种具有宽光谱的非同向声光可调滤光器。

背景技术

声光器件是一种利用入射光与换能器的超声波在声光互作用介质中发生声光互作用，得到衍射光。声光可调滤光器由于调谐速度快、波长准确性高、体积小、无移动部件、可编程等众多优点，在遥感遥测、深空探测、工业在线控制、石油、化工、农业、医药、食品等领域有着广泛应用。

目前非同向声光可调滤光器的主要设计结构是单片换能器、声光互作用介质、吸声材料结构，换能器与吸声材料分别安装在声光互作用介质的两个相对面，其工作方式是将射频信号加载到压电换能器激发超声波传输到声光互作用介质内，并在吸声面被吸声材料吸收形成行波，光波通过声光互作用介质时特定波长的光波产生衍射，超声波频率与被衍射光波长一一对应，且取决于射频信号频率，通过改变射频信号频率就能对衍射光波长进行切换。这种结构设计的器件由于换能器相对带宽的限制，器件工作带宽受到约束，从而限制了器件工作的光谱宽度，不能满足宽光谱调谐滤光的应用需求。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明提供一种工作频率带宽大，满足宽光谱调谐滤波的非同向声光可调滤光器。

为了实现上述目的，本发明的目的是这样实现的：

一种具有宽光谱的非同向声光可调滤光器，包括声光块体，该声光块体包括声光互作用介质，其特征在于，所述声光互作用介质为六棱柱，该六棱柱的侧面包括第一通声面和第二通声面，第一吸声面和第二吸声面，以及一个入光面和一个出光面，所述两个通声面平行，所述入光面位于所述第一通声面和所述第一吸声面之间，所述出光面位于所述第二通声面和第二吸声面之间；

在所述第一通声面上安装有第一压电换能器，该第一压电换能器通过第一匹配电路与第一射频输入端口连接，所述第一吸声面上安装有第一吸能材料，该第一压电换能器、声光互作用介质和第一吸能材料构成第一套超声波激发、传播、吸收系统；

在所述第二通声面上安装有第二压电换能器，该第二压电换能器通过第二匹配电路与第二射频输入端口连接，所述第二吸声面上安装有第二吸能材料，该第二压电换能器、声光互作用介质和第二吸能材料构成第二套超声波激发、传播、吸收系统。

所述第一压电换能器和第二压电换能器具有不同的工作频带。

所述入光面和出光面上都镀有光学增透膜。

本发明的具有如下优点：

两片换能器都能够独立的工作，每片换能器的工作频率通过独立的匹配电路驱动，两换能器工作频带的加和即为该非同向声光可调滤光器的工作带宽，满足了宽光谱调谐滤光的应用要求。

入光面和出光面上都镀有光学增透膜，增透光谱范围为器件工作的全光谱带，提高器件的光能量利用率。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为声光块体的结构示意图；

图3为第一套超声波激发、传播、吸收系统的工作原理示意图；

图4为第二套超声波激发、传播、吸收系统的工作原理示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1至4所示，一种具有宽光谱的非同向声光可调滤光器，包括声光块体1，该声光块体1包括声光互作用介质101，所述声光互作用介质101为六棱柱，该六棱柱的侧面包括第一通声面104和第二通声面105，第一吸声面108和第二吸声面109，以及一个入光面102和一个出光面103。所述第一通声面104、第二通声面105、入光面102和出光面103都是采用抛光的方式制作。所述第一吸声面108和第二吸声面109是利用研磨的方式制作。所述两个通声面平行，所述入光面102位于所述第一通声面104和所述第一吸声面108之间，所述出光面103位于所述第二通声面105和第二吸声面109之间；

在所述第一通声面104上安装有第一压电换能器106，该第一压电换能器106通过第一匹配电路2与第一射频输入端口4连接，所述第一吸声面108上安装有第一吸能材料110，该第一压电换能器106、声光互作用介质101和第一吸能材料110构成第一套超声波激发、传播、吸收系统；

在所述第二通声面105上安装有第二压电换能器107，该第二压电换能器107通过第二匹配电路3与第二射频输入端口5连接，所述第二吸声面109上安装有第二吸能材料111，该第二压电换能器107、声光互作用介质101和第二吸能材料111构成第二套超声波激发、传播、吸收系统。

第一压电换能器106和第二压电换能器107反向设计，该第一压电换能器106和第二压电换能器107独立工作，每片换能器的工作频率通过独自的驱动器进行控制。第一压电换能器106和第二压电换能器107具有不同的工作频带，第一压电换能器106和第二压电换能器107工作频率的加和即为该非同向声光可调滤光器的工作带宽，突破了以往由单片换能器带来的带宽小的限制，有效的扩展了该声光可调滤光器的工作带宽。

工作时入射光从入光面102照射进入，衍射光从出光面103射出。在入光面102和出光面103上都镀有光学增透膜，增透光谱范围为器件工作的全光谱带，以提高器件的光能量利用率。

图3为第一套超声波激发、传播、吸收系统的工作原理示意图。如图3所示，驱动器的射频信号从第一射频输入端口4加载到第一压电换能器106上，第一压电换能器106将射频信号转换为对应的超声波传入声光互作用介质101，入射光从入射面102进入声光互作用介质101后与超声波发生声光互作用，衍射光与未发生衍射的零级光从出光面103输出。多余的超声波被第一吸声面108上的第一吸声材料110吸收。

图4为第二套超声波激发、传播、吸收系统的工作原理示意图。如图4所示，驱动器的射频信号从第二射频输入端口5加载到第二压电换能器107上，该第二压电换能器107将射频信号转换为对应的超声波传入声光互作用介质101，入射光从入射面102进入声光互作用介质101后与超声波发生声光互作用，衍射光与未发生衍射的零级光从出光面103输出。多余的超声波被第二吸声面109上的第二吸声材料111吸收。

在任意一片压电换能器工作时，入射光路均采用同一光路，即入光面102--声光互作用介质101--出光面103。

本发明的上述实施例仅仅是为说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims

1.一种具有宽光谱的非同向声光可调滤光器，包括声光块体（1），该声光块体（1）包括声光互作用介质（101），其特征在于，所述声光互作用介质（101）为六棱柱，该六棱柱的侧面包括第一通声面（104）和第二通声面（105），第一吸声面（108）和第二吸声面（109），以及一个入光面（102）和一个出光面（103），所述两个通声面平行，所述入光面（102）位于所述第一通声面（104）和所述第一吸声面（108）之间，所述出光面（103）位于所述第二通声面（105）和第二吸声面（109）之间；

在所述第一通声面（104）上安装有第一压电换能器（106），该第一压电换能器（106）通过第一匹配电路（2）与第一射频输入端口（4）连接，所述第一吸声面（108）上安装有第一吸能材料（110），该第一压电换能器（106）、声光互作用介质（101）和第一吸能材料（110）构成第一套超声波激发、传播、吸收系统；

在所述第二通声面（105）上安装有第二压电换能器（107），该第二压电换能器（107）通过第二匹配电路（3）与第二射频输入端口（5）连接，所述第二吸声面（109）上安装有第二吸能材料（111），该第二压电换能器（107）、声光互作用介质（101）和第二吸能材料（111）构成第二套超声波激发、传播、吸收系统；

所述第一压电换能器（106）和第二压电换能器（107）具有不同的工作频带。

2.根据权利要求1所述的具有宽光谱的非同向声光可调滤光器，其特征在于，所述入光面（102）和出光面（103）上都镀有光学增透膜。