CN107144960A - 一种可实现任意光谱透过率的可编程滤光片 - Google Patents

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Abstract

本发明属于光学领域，公开了一种可实现任意光谱透过率的可编程滤光片。包括入射模块、控制模块和出射模块；控制模块包括数字微镜器件或空间光调制器，其与光栅的组合本质上等同于实现任意光谱透过率的滤光片。数字微镜器件可控制不同位置各个微镜片的角度，其二进制模式速率最大为32kHz；空间光调制器可控制不同像素点的反射率，其帧频最大为180Hz。因此通过控制可编程滤光片可实现以下几个功能：①快速光谱透过率切换；②、实现任意的光谱透过率；③光快门功能。本发明通过可编程的滤光片来实现任意光谱透过率的滤光片，切换速度快且操作简单，可通过编程来控制光谱透过率及光辐射量。

Description

一种可实现任意光谱透过率的可编程滤光片
技术领域
本发明属于光学领域，涉及一种可实现任意光谱透过率的可编程滤光片。
背景技术
现有的滤光片切换系统主要有滤光片转轮和可调谐滤光器两种。
滤光片转轮主要通过机械方式控制不同滤光片的切换，实现不同的光谱透过率。其缺点为滤光片数量有限，滤光片一旦安装后光谱透过率即固定，且商用滤光片无法实现任意的光谱透过率。
可调谐滤光器主要分为两种，分别为液晶可调谐滤光片(LCTF)和声光可调谐滤光片(AOTF)。目前由于可调谐滤光器晶体的生产成本过高造成可调谐滤光器售价普遍偏高；此外，其光谱透过率虽然可调节，但无法实现任意的光谱透过率。
现有技术的主要缺点：
(1)滤光片切换速率较慢：现有的大部分滤光片切换系统是机械方式控制切换滤光片，切换速率较慢。
(2)滤光片光谱透过率固定：现有的滤光片切换主要通过机械方式切换透过率不同的滤光片以实现不同光谱透光率滤光片的选取，由于商用滤光片的透光率固定，所以不能实现任意透光率滤光。
发明内容
针对以上现有技术中存在的不足，为了实现简单快速地切换不同透过率的滤光片，本发明提供了一种可实现任意光谱透过率的可编程滤光片。
本发明的具体技术方案为：一种可实现任意光谱透过率的可编程滤光片，包括入射模块、控制模块和出射模块；其中，入射模块包括光栅A和透镜，控制模块包括数字微镜器件或空间光调制器以及相关控制板、电源等，出射模块包括光栅B；光栅A与光栅B并排设置于透镜一侧焦平面上，与透镜的距离为该透镜的焦距长度；数字微镜器件或空间光调制器设置于透镜另一侧焦平面上，其与透镜的距离为该透镜的焦距长度；入射光通过光栅A分光，再通过透镜令相同波长的光汇聚到数字微镜器件或空间光调制器的同一像素点上，通过控制数字微镜器件或空间光调制器上各像素点的微镜片反射指定波长的光，通过透镜再通过光栅B，形成指定波长及带宽的平行光束。
进一步地，所述数字微镜器件可控制不同位置各个微镜片的角度，其二进制模式速率最大为32kHz；空间光调制器可控制不同像素点的反射率，其帧频最大为180Hz。因此可以任意且快速调节光谱透过率。
本发明的有益效果为，通过控制可编程滤光片可实现以下几个功能：①快速光谱透过率切换；②实现任意的光谱透过率；③光快门功能。本发明通过可编程的滤光片来实现任意光谱透过率的滤光片，切换速度快且操作简单，可通过编程来控制光谱透过率及光辐射量。
附图说明
图1是本发明的光路设计图；
图中：1入射光；2光栅A；3透镜；4数字微镜器件或空间光调制器；5光栅B；6指定波长及带宽的光。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施做详细说明。
实施例1
本发明的光路设计图如图1所示，可实现任意光谱透过率的可编程滤光片，主要由光栅A2、光栅B5、透镜3及数字微镜器件或空间光调制器4组成。其中，光栅A与光栅B并排设置于透镜3一侧焦平面上，与透镜3的距离为该透镜3的焦距长度；数字微镜器件或空间光调制器设置于透镜3另一侧焦平面上，其与透镜3的距离为该透镜的焦距长度。将入射光1白光束经光栅A分光并通过透镜3后，源自相同波长的光汇聚到数字微镜器件的同一微镜片或空间光调制器的同一像素点上，通过控制器控制数字微镜器件的微镜片或空间光调制器上各像素点反射指定波长的光，可反射指定波长的光通过透镜3并成像到光栅B上。由于光路的可逆性，指定波长的光通过光栅B后形成平行束。因此，数字微镜器件或空间光调制器与光栅的组合本质上等同于实现任意光谱透过率的滤光片。数字微镜器件可控制不同位置各个微镜片的角度，其二进制模式速率最大为32kHz；空间光调制器可控制不同像素点的反射率，其帧频最大为180Hz。因此通过控制可编程滤光片可实现以下几个功能：①快速光谱透过率切换；②实现任意的光谱透过率；③光快门功能。本发明通过可编程的滤光片来实现任意光谱透过率的滤光片，切换速度快且操作简单，可通过编程来控制光谱透过率及光辐射量。

Claims (2)

1.一种可实现任意光谱透过率的可编程滤光片，其特征在于，包括入射模块、控制模块和出射模块；其中，入射模块包括光栅A和透镜，控制模块包括数字微镜器件或空间光调制器以及相关控制板、电源等，出射模块包括光栅B与透镜，光栅A与光栅B并排设置于透镜一侧焦平面上，与透镜的距离为该透镜的焦距长度；数字微镜器件或空间光调制器设置于透镜另一侧焦平面上，其与透镜的距离为该透镜的焦距长度；入射光通过光栅A分光，再通过透镜令相同波长的光汇聚到数字微镜器件的同一微镜片或空间光调制器的同一像素点上，通过控制器控制数字微镜器件的微镜片或空间光调制器上各像素点反射指定波长的光，通过透镜后再通过光栅B，形成指定波长及带宽的平行光束。
2.根据权利要求1所述的一种可实现任意光谱透过率的可编程滤光片，其特征在于，所述数字微镜器件可控制不同位置各个微镜片的角度，其二进制模式速率最大为32kHz；空间光调制器可控制不同像素点的反射率，其帧频最大为180Hz。
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