CN111221154B - 多波长多声场声光调制器系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了多波长多声场声光调制器系统,其主要用于激光显示和共聚焦显微镜系统中,包括沿依序设置的光源合光束系统、分光棱镜、多波长多声场声光调制器、第一合束棱镜,当N束光源射入光源合光束系统后,由光源合光束系统将N束光源(N≥2)合为一束并射入分光棱镜,再由分光棱镜将射入的光源平行间隔分开并射入多波长多声场声光调制器中,然后对输入的各个波长的光分别或者同时进行强度调制控制,且在其射出端输出相互平行的多波长调制光,再经由合束棱镜系统合束后输出,该方案通过特殊的结构设计,将AOM结构和AOTF结构的优点进行综合,使得其能够降低单个声光器件成本、降低整个声光调制器系统复杂程度和具有快速开关调试速度的优点。
Description
技术领域
本发明专利涉及声光调制技术领域,尤其是涉及一种多波长多声场声光调制器系统。
背景技术
当前声光产品中的声光调制器产品主要用于振幅调制与开关,除了声光调制器还包含声光偏转器主要应用于光束的角度调制,声光移频器主要应用于激光频率的小量变换,声光可调滤波器主要应用于多波长的选择与耦合。常用的声光晶体包括二氧化碲,石英晶体,熔石英,AMTIR,Ge等。以二氧化碲为例,其中的声光调制器一般选择压电换能器产生超声纵波,与声光晶体相互作用产生正常声光效应。而可调滤波器一般采用产生切变波的压电换能器,在声光晶体内形成慢切变超声波。其中声光调制器中的纵波超声波与光相互作用产生振幅调制的功能,一般偏振的P入射光进入声光晶体后,出射的光线偏振态保持不变仍然为p光。采用慢切变波的声光可调滤波器由于其作用机理,偏振的p入射光进入声光晶体后,出射的光线偏振态会偏转90度变为s光。另外,采用慢切变波的可调滤波器由于其超声速度更慢,因此开关速度更慢调制速度也会变慢。采用纵波超声波的声光调制器其超声速度更快,因此可以获得更快的调制速度,这在一些如激光扫描显示,多波长扫描成像等需要快速扫描的相关领域优势明显。
在前述提到的激光扫描显示,多波长扫描成像,包括共焦显微成像等应用,其特点都是多波长光源输入,需要对不同波长的激光进行调制选择,此类系统采用声光器件的方案,一种是使用一个声光滤波器AOTF,具有结构简单的优点,缺点是AOTF结构复杂成本较高而且具有调制速度较慢的问题。另外一种是使用多个声光调制器AOM分别进行调制的方案,优点是器件制造简单,在光源数量较少时成本更低,而且调制速度更快,缺点是空间结构更复杂些,调试较为繁琐。
以激光扫描显示为例,声光器件在激光扫描显示领域应用的常用结构如图1和图2所示;其中,101、102、103、201、202、302均为不同波长的准直激光光源装置,104、105、106均为声光调制器、107、108、109、207、208、209为一定角度设置的全反射镜或不同波长的反射、透射镜,110、210为激光光束扫描显示系统,212为声光滤波器系统;111、211为激光显示屏;对于激光扫描显示中的光源调制系统来说,其一般需要红绿蓝三基色激光来扫描成像,如图1中的101、102、103,以及图2中的201、202、203。
对于共焦显微镜光源系统来说,根据不同设备与测试要求,一般会配备2个,3个………不定数量的光源系统,其光源扫描控制系统类似图1或图2的激光扫描系统,其典型结构如图3和图4所示,其中,3101、3102……310X、4101、4102……410X为不同波长的准直激光光源装置;3201、3202……320X为不同波长的声光调制器,3301、3302……330X、4201、4202……420X为一定角度的全反射镜或者不同波长的反射、透射镜;3400、4400为多波长光纤耦合系统;4300为声光滤波器系统。
显然不论是上述的激光显示系统以及共焦显微镜系统中,都需要对双波长光源或者多光源进行调制控制。
采用AOM结构的好处是,AOM产品结构简单制造成本低,而且一般AOM都采用纵波超声波的正常声光效应,上升下降时间更短,对应的开关调制速度更快。缺点是整个光学结构较为复杂,需要多AOM以及驱动分别控制,较为麻烦。由于采用的多个AOM产品,整体的成本增加,降低了由于单个AOM成本较低带来的优势。
采用AOTF结构的好处是,只需要单一的AOTF声光器件,整体光学结构的复杂程度降低。缺点是AOTF产品制造难度较高,单个产品成本较高,虽然结构复杂程度降低,但是成本并未减少。另外AOTF产品一般采用慢切变波的非正常声光效应,其上升下降时间更长,对应的开关调制速度更慢。
发明内容
针对现有技术的情况和缺点,本发明的目的在于提出一种实施可靠、结构简单、能够综合AOM结构和AOTF结构优点且能够降低单个声光器件成本、降低整个声光系统复杂程度和具有快速开关调试速度的优点的多波长多声场声光调制器系统。
为了实现上述的技术目的,本发明采用的技术方案为:
一种多波长多声场声光调制器的多波长多声场声光调制器系统,其包括沿光路方向依序设置的光源合光束系统、分光棱镜、多波长多声场声光调制器、第一合束棱镜,当N束光源射入光源合光束系统后,由光源合光束系统将N束光源合为一束并射入分光棱镜,再由分光棱镜将射入的光源平行间隔分开并射入多波长多声场声光调制器中,由多波长多声场声光调制器对输入的光源进行强度调制控制且在其射出端输出相互平行的多波长调制光,多波长调制光经由第一合束棱镜合束后输出,其中,N≥2;
其中,所述的多波长多声场声光调制器包括声光晶体、换能器、金属电极和匹配电路,所述的换能器设于声光晶体一侧,所述的金属电极设于换能器上并与匹配电路电连接,由匹配电路驱动换能器工作,所述的金属电极至少为两个且设于声光晶体同一侧上并在其设置侧的X轴方向或X轴方向与Y轴方向均间隔设置。
另外,可以通过引线将两个(N=2)或者三个(N=3)金属电极分别接入到匹配电路中(匹配电路可以是现有技术中的声光调制器驱动电路,也可以是对应设计的电路),分别做阻抗匹配后接入射频驱动分别做调制控制。而本结构的主要特点是:将整个电极从X,Y方向分割为两个、三个或者多个电极,实现两个、三个或者多个光源空间上分开分别进行声光作用,进而分别进行调制控制。Y方向分开的目的是防止多个超声波场在X方向发散导致的相互干扰。如果X方向的晶体高度H值没有限制,也可以不需要在Y方向分离,只在X方向分离,但X方向间距要足够大。这样的好处是出射的几路衍射光平行光不会再在Z方向有平行位移。
本结构的主要特点是:将整个电极从X,Y方向分割为两个、三个或者多个电极,实现两个、三个或者多个光源空间上分开分别进行声光作用,进而分别进行调制控制。Y方向分开d1,d2距离的目的是防止多个超声波场在X方向发散导致的相互干扰。如果X方向的晶体高度H值没有限制,也可以不需要在Y方向分离,只在X方向分离,但X方向间距要足够大。这样的好处是出射的几路衍射光平行光不会再在Z方向有平行位移,这样最后的合束棱镜系统就只需要一个方向的合束棱镜,另外一个方向的合束棱镜就不再需要。多波长多声场声光调制器的特点在于,通过特殊的设计,利用声光晶体本身的色散,将声光晶体入射光面、出射光面与换能器超声波入射面的夹角加工为α角度,入射的A,B,C光可以以同样的入射角θo一起入射,进入声光晶体后在晶体内部与超声波平面的夹角θ1,θ2,θ3分别可以满足A,B,C波长光对应的布拉格角度,同时衍射出射后的光仍然保持相互平行,非常有利于后面的合束以及光纤耦合,同时在换能器上面空间分立设计的三个电极,形成三个分立的超声场,用来分别调制控制A,B,C三束激光,相当于三个分立的AOM但是比三个分立的AOM结构更简单,成本更低,使用更方便。特别适用于激光显示系统以及共焦显微镜系统的多波长光源调制。可以替代其中AOTF的功能,但制造相对更简单,成本更低,同时调制速度更快。
进一步,所述的光源合光束系统包括N个准直激光光源和M个反射镜,N个准直激光光源与M个反射镜一一对应,N束光源分别与N个准直激光光源一一对应且入射,N束光源对应射入N个准直激光光源后,被准直的光源再入射至对应的反射镜,由反射镜将入射光源射入分光棱镜,其中,M个反射镜之间对相邻反射镜反射的光为全透射。
进一步,所述的反射镜为45度全反射镜,其实现对N束多波长准直光的空间合束功能,且M=N。
进一步,所述的N为2、M对应为2或N为3,M对应为3。
进一步,所述第一合束棱镜的输出侧还设有第二合束棱镜,所述经由第一合束棱镜合束后的多波长调制光经第二合束棱镜在另外一个方向再次合束,使多波长调制光完全共线后输出。
进一步,所述第二合束棱镜的输出侧还设有耦合准直器,所述经由第二合束棱镜输出光经耦合准直器准直后输出。
进一步,所述的换能器为压电晶体。
进一步,所述的声光晶体为TeO2、石英晶体、熔石英或AMTIR材质。
采用上述的技术方案,本发明的有益效果为:本发明通过特殊的多波长多声场声光调制器结构设计,将AOM结构和AOTF结构的优点进行综合,使得其能够降低单个声光器件成本、降低整个声光调制器系统复杂程度和具有快速开关调试速度的优点,使得激光显示以及共焦显微系统的光源系统性能更加优越,成本更低,结构更简单。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的阐述:
图1为现有技术中AOM在激光显示系统中的应用;
图2为现有技术中AOTF在激光显示系统中的应用;
图3为现有技术中AOM在共焦显微镜中光源调制部分的应用结构;
图4为现有技术中AOTF在共焦显微镜中光源调制部分的应用结构;
图5为本发明方案实施结构之一的双波长双声场声光调制器的合束调制系统的实施示意图;
图6为本发明方案实施结构之一的三波长三声场声光调制器的合束调制系统的实施示意图。
图7为本发明方案中的多波长多声场声光调制器的简要结构图及其工作光路示意;
图8为本发明方案中的多波长多声场声光调制器的压电晶体及电极片的实施结构简要示意图;
图9为图7所示结构的特殊变形,其中多超声场在Y方向相同位置上沿X方向平行分布;
图10为常规AOM器件在多波长激光入射时的调制器结构及工作光路示意图;
图11为图10所示结构的压电晶体及电极片的实施结构简要示意图。
具体实施方式
实施例1
作为本发明方案多波长多声场调制器的其中一应用实施结构,如图5所示,本实施例为双光源合光束系统,其包括沿光路方向依序设置的光源合光束系统511、分光棱镜5301、多波长多声场声光调制器5401、第一合束棱镜5501、第二合束棱镜5601和耦合准直器5701,其中,所述的光源合光束系统511包括2个不同波长的准直器激光光源5101、5102和2个反射镜5201、5202,2个不同波长的准直激光光源5101、5102与2个反射镜5201、5202一一对应,不同波长的准直激光光源5101、5102入射至对应的反射镜5201、5202,其中,反射镜5201为对准直激光光源5101全反射,反射镜5202为对准直激光光源5101全透射,反射镜5202对准直激光光源5102全反射,反射镜5201、5202将准直激光光源5101、5102的入射光源射入分光棱镜5301,其中,准直激光光源5101、5102可以为任意需要波长的激光光源,并且还可以为自由空间输出的准直激光束,也可以为光纤耦合带耦合准直器输出的激光束。反射镜5201为对准直激光光源的激光为45度全反的反射镜,反射镜5202为对准直激光光源5101准直的激光45度全透,对准直激光光源5202的激光45度全反的反射镜。分光棱镜5301是将准直激光光源5101、5102准直后的两激光水平分开微小距离的小型波长分光棱镜,可以根据实际的多波长多声场声光调制器的需要设计参数,将两个光平行分开一定的距离,比如1mm,1.5mm……多波长多声场声光调制器5401为本发明方案关键的多波长多声场声光调制器。其主要作用是实现将多波长平行入射的激光分别进行强度调制控制,并在出射端获得相互平行的多波长调制光。第一合束棱镜5501为与分光棱镜5301类似的反向使用的合束棱镜,将AB两束平行光在XY平面内合束。第二合束棱镜5601为类似的合束棱镜将两束平行光在XZ平面内合束,最终完全合束的两束光耦合进入双波长耦合准直器(即耦合准直器5701)中,此时,若不需要光纤进行耦合输出时也可以不要设置耦合准直器5701。
本结构中的第一合束棱镜5501与第二合束棱镜5601也可以合并只是用一个合束棱镜,此棱镜需要旋转放置,使得AB组成的入射平面正好与棱镜的中心面平行,即可将合束光完全重合输出。
本结构中的准直激光光源5101、5102所准直的激光波长可以为典型的650nm,532nm,405nm中的任何两个。
实施例2
作为本发明方案的另一优选应用实施结构,如图6所示,本实施例为为三光源合光束系统,其包括沿光路方向依序设置的光源合光束系统521、分光棱镜5302、声光调制器5402、第一合束棱镜5502、第二合束棱镜5602和耦合准直器5702,其中所述的光源合光束系统521包括3个准直激光光源5101、5102、5103和3个反射镜5201、5202、5203,3个不同波长的准直激光光源5101、5102、5103与3个反射镜5201、5202、5203一一对应,3束准直激光光源5101、5102、5103入射至对应的反射镜5201、5202、5203,由反射镜5201、5202、5203将入射光源射入分光棱镜5302,其中,准直激光光源5101、5102、5103的光源可以为任意需要波长的激光光源,其也可以为自由空间输出的准直激光束,还可以为光纤耦合带耦合准直器输出的激光束。反射镜5201为对准直激光光源5101准直的激光为45度全反的反射镜,反射镜5202为对准直激光光源5101准直的激光45度全透,对准直激光光源5102准直的激光45度全反的反射镜,反射镜5203为对准直激光光源5101、5102准直的激光45度全透,对准直激光光源5103准直的激光45度全反的反射镜。分光棱镜5302为将准直激光光源5101、5102、5103准直激光光束合束后的三激光水平分开微小距离的小型波长分光棱镜,可以根据多波长多声场声光调制器需要的设计参数,将三个光平行分开一定的距离,比如1mm,1.5mm……5402为本发明关键的多波长多声场声光调制器。实现将多波长平行入射的激光分别进行强度调制控制,并在出射端获得相互平行的多波长调制光。第一合束棱镜5502为与分光棱镜5302类似的反向使用的合束棱镜,将ABC三束平行光在XY平面内合束。第二合束棱镜5602为类似的合束棱镜将三束平行光在XZ平面内合束。最终完全合束的三束光耦合进入三波长耦合准直器(即耦合准直器5702)中,当不需要光纤耦合输出时,也可以不要设置耦合准直器5702。
本结构中的第一合束棱镜5502与第二合束棱镜5602也可以合并只是用一个合束棱镜,此棱镜需要旋转放置,使得AB组成的入射平面正好与棱镜的中心面平行,合束光完全重合输出。
本结构中的准直激光光源5101、5102、5103所准直的激光波长可以为典型的650nm,532nm,405nm。
实施例3
本实施例具体介绍了本发明多波长多声场声光调制器的其中一种实施方式。
如图7至9之一所示,本发明多波长多声场声光调制器,包括声光晶体601、换能器602、金属电极603、604、605和匹配电路(未示出),所述的换能器602设于声光晶体601一侧,所述的金属电极603、604、605固定在换能器602上并与匹配电路电连接,由匹配电路驱动换能器工作,所述的金属电极603、604、605至少为两个且设于声光晶体601同一侧上并在其设置侧的X轴方向或X轴方向与Y轴方向均间隔设置。
其中,所述的换能器602可以为压电晶体,所述的声光晶体601可以为TeO2、石英晶体、熔石英或AMTIR材质。
其中,图8和图9示出了金属电极为3个的实施例,可以通过引线将三个金属电极603、604、605分别接入到匹配电路中,分别做阻抗匹配后接入射频驱动分别做调制控制。
本结构的主要特点是:将整个电极从X,Y方向分割为两个、三个或者多个电极,实现两个、三个或者多个光源空间上分开分别进行声光作用,进而分别进行调制控制。Y方向分开d1,d2距离的目的是防止多个超声波场在X方向发散导致的相互干扰。如果X方向的晶体高度H值没有限制,也可以不需要在Y方向分离,只在X方向分离,但X方向间距要足够大,类似图9中的结构,这样的好处是出射的几路衍射光平行光不会再在Z方向有平行位移,这样就可以可选择性舍去实施例1、实施例2对应图5和图6中的第二合束棱镜5601、5602。
另外,通过特殊的设计,利用声光晶体601本身的色散,将声光晶体入射光面与换能器超声波入射面的夹角加工为α角度,如图7或图8中所示,入射的A,B,C光可以以同样的入射角θo一起入射,进入声光晶体后在晶体内部与超声波平面的夹角θ1,θ2,θ3分别可以满足A,B,C波长光对应的布拉格角度,同时衍射出射后的光仍然保持相互平行,非常有利于后面的合束以及光纤耦合,同时在换能器602上面空间分立设计的603、604、605电极,形成三个分立的超声场,用来分别调制控制A,B,C三束激光,相当于三个分立的AOM但是比三个分立的AOM结构更简单,成本更低,使用更方便。特别适用于激光显示系统以及共焦显微镜系统的多波长光源调制,可以替代其中AOTF的功能,但制造相对更简单,成本更低,同时调制速度更快。
另外,可以以TeO2作为声光晶体,LN作为换能器的声光调制器作为实施例进行设计计算具体参数。如图8中,典型为三波长系统,分别计算两波长系统以及三波长系统。其中标号601为TeO2,602为LN(换能器)。TeO2晶向切割为正常声光效应切向,入射光的通光方向为声光晶体晶轴方向,LN切割为产生纵模模式。将LN加工为30um厚,射频工作频率f=120MHz,入射的A,B,C准直光斑为0.8mm,为竖直偏振的o光。另外,采用正常声光效应时超声纵波在TeO2中的传播速度是V=4200m/s,而一般采用反常声光效应的AOTF其慢切变波在反常声光效应的TeO2晶体的声速一般只都小于1000m/s,声光器件的上升下降时间与声速成反比例关系,显然此发明的声光调制器比AOTF相比明显可以获得更高的上升时间对应的调制速度也会更快。
A,B,C光波长分别为405nm,532nm,650nm,TeO2两通光面镀波长为405,532,650的增透膜系。
设计晶体、电极尺寸和入射光参数具体如下:
L=35mm,H=4.5mm,h1=h2=h3=1mm,l1=l2=l3=10mm,d1=d2=1mm,D10=D20=1.5mm。A,B,C分别从三个电极的中心及h1,h2,h3的中心穿过,以保证达到最高的衍射效率。下面是关键角度θo与a的计算方法:
我们知道TeO2o光折射率色散方程如下:
满足布拉格衍射条件时,布拉格衍射角计算公式如下式(2),对应图7中的θ1,θ2,θ3
入射光以θo入射到TeO2晶体表面,折射进入晶体,当光在晶体内满足布拉格衍射条件时,根据光的折射公式,可以得到如下关系式:
当θo与a固定时,图7中的θ1,θ2,θ3计算公式如下:
分别取两光源系统进行计算,λ1,λ2分别取:
405nm,532nm;
532nm,650nm;
405nm,650nm
将以上λ1,λ2的值代入到公式(3)中,除了当θo与a,其他参数都可以根据前面给定的相关具体参数值换算出来,这样便会得到两个方程式,未知数只有θo与a,用数值法求解两个方程便可以得到θo与a的具体取值,如下:
λ1 | λ2 | 解方程得到的θo(度) | 解方程得到的a(度) |
405nm | 532nm | 2.27 | 90.80 |
532nm | 650nm | 5.27 | 92.10 |
405nm | 650nm | 3.09 | 91.135 |
为了验证得到的θo,a,是否确实可以实现多波长同角度入射式,在晶体内部分别满足布拉格衍射条件,反过来以如上得到的θo,a为条件,采用公式(4)分别计算对应的θ1(λ)值,并与由公式(2)计算出来的θ(λ)及此波长对应的晶体内的布拉格衍射角做对比,看是否完全符合。
从以上计算结果可以看出任意两个波长,求解方程得出对应的θo,a,此入射角以及TeO2晶体入射面切割角情况下,各波长进入晶体后在晶体内部的入射角θ1(λ)(及图中的θ1,θ2,θ3),均完全满足布拉格衍射角θ(λ),及可以进行布拉格衍射。同时根据对称原则,入射的平行光出射时仍然为平行光。
进一步,再分析三波长入射情况下的情况,λ1,λ2,λ3分别取405nm,532nm,650nm,代入公式(3),求解结果如下:
显然从以上计算结果可以看出三个波长时,求解方程得出对应的θo,a,此入射角以及TeO2晶体入射面切割角情况下,各波长进入晶体后在晶体内部的入射角θ1(λ)(及图中的θ1,θ2,θ3),与对应波长对应的布拉格角θ(λ),会有微小的差异。这是由于我们的求解过程是由两个未知数三个方程式数值求解,其解有可能只是无限接近。但是从各波长对应的θ1(λ)(及图中的θ1,θ2,θ3)与布拉格角θ(λ)的差值看,其偏差比例保持在2%-6%。以这个偏差对入射激光的衍射效率有一定影响,但是影响不会太大。在可以接受增加一部分差损的系统中可以适用。如果对此非常敏感。也可以采用多个前面分析的完全满足布拉格衍射条件双波长系统,或者三波长系统与其他AOM相互配合使用。
以上原则只是以声光晶体为TeO2的声光调制器为例,实际上对于采用其他声光晶体如:石英晶体,熔石英,AMTIR等的声光调制器。也可以原则进行计算设计。
图10和图11分别为常规AOM器件在多波长激光入射时的调制器结构及工作光路示意图和对应结构的压电晶体及电极片的实施结构简要示意图,显然不同波长对应的布拉格角度不同,因此不同波长的ABC入射光需要以不同的入射角进行入射,每个波长的光源都需要分别调试做精确调试,而且图10和图11中列出的是理想情况,及ABC三束光的入射点相同,而且出射点也相同,实际对于ABC分别调试入射角的情况下这种情况基本无法达成,这样以来,入射位置不相同,入射角度,出射角度也不相同,对于图5和图6所示的系统来说,要实现ABC光束的合束甚至要耦合进展同一个耦合准直器耦合准直器5701、5702的难度太大。
以上所述为本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,根据本发明的教导,在不脱离本发明的原理和精神的情况下凡依本发明申请专利范围所做的均等变化、修改、替换和变型,皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (9)
1.一种多波长多声场声光调制器系统,其特征在于:其包括沿光路方向依序设置的光源合光束系统、分光棱镜、多波长多声场声光调制器、第一合束棱镜,当N束光源射入光源合光束系统后,由光源合光束系统将N束光源合为一束并射入分光棱镜,再由分光棱镜将射入的光源平行间隔分开并射入多波长多声场声光调制器中,由多波长多声场声光调制器对输入的光源进行强度调制控制且在其射出端输出相互平行的多波长调制光,多波长调制光经由第一合束棱镜合束后输出,其中,N≥2;
其中,所述的多波长多声场声光调制器包括声光晶体、换能器、金属电极和匹配电路,所述的换能器设于声光晶体一侧,所述的金属电极设于换能器上并与匹配电路电连接,由匹配电路驱动换能器工作,所述的金属电极至少为两个且设于声光晶体同一侧上并在其设置侧的X轴方向或X轴方向与Y轴方向均间隔设置。
2.根据权利要求1所述的多波长多声场声光调制器系统,其特征在于:所述的光源合光束系统包括N个准直激光光源和M个反射镜, N个准直激光光源与M个反射镜一一对应,M个反射镜为分别对不同波长的N个准直激光具有一定角度的全反射和全透射功能,实现对N束多波长准直光的空间合束功能。
3.根据权利要求2所述的多波长多声场声光调制器系统,其特征在于:所述的反射镜为对部分波长光45度全反射,部分波长光45度全透射。
4.根据权利要求2所述的多波长多声场声光调制器系统,其特征在于:所述的N为2、M对应为2或N为3,M对应为3。
5.根据权利要求1所述的多波长多声场声光调制器系统,其特征在于:所述第一合束棱镜的输出侧还设有第二合束棱镜,所述经由第一合束棱镜合束后的多波长调制光经第二合束棱镜在另外一个方向再次合束,使多波长调制光完全共线后输出。
6.根据权利要求5所述的多波长多声场声光调制器系统,其特征在于:所述第二合束棱镜的输出侧还设有耦合准直器,所述经第二合束棱镜输出光经耦合准直器准直后输出。
7.根据权利要求1所述的多波长多声场声光调制器系统,其特征在于:所述的换能器为压电晶体。
8.根据权利要求1所述的多波长多声场声光调制器系统,其特征在于:所述的金属电极为两个或三个。
9.根据权利要求1所述的多波长多声场声光调制器系统,其特征在于:所述的声光晶体为TeO2、石英晶体、熔石英或AMTIR材质。
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Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1096881A (ja) * | 1996-09-06 | 1998-04-14 | Korea Advanced Inst Of Sci Technol | 各セルの開口が一列に接続された多重チャンネルの音響−光変調器 |
CN1195122A (zh) * | 1997-03-28 | 1998-10-07 | 国际商业机器公司 | 多通道声-光调制器 |
CN1402071A (zh) * | 2002-09-29 | 2003-03-12 | 许炳活 | 串联式多路声光调制器 |
EP1345455A2 (en) * | 2002-03-12 | 2003-09-17 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Laser video projector having multi-channel acousto-optic modulator, and method and circuit for driving the same |
KR20060035969A (ko) * | 2004-10-21 | 2006-04-27 | 삼성전자주식회사 | 다채널 음향광 변조장치 |
CN101413783A (zh) * | 2008-07-23 | 2009-04-22 | 中国航空工业第一集团公司北京长城计量测试技术研究所 | 双频激光干涉测量装置 |
CN103293679A (zh) * | 2013-06-09 | 2013-09-11 | 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 | 用于形成光学势阱的激光光束整形操控系统 |
CN103900681A (zh) * | 2014-04-09 | 2014-07-02 | 西安电子科技大学 | 一种扫描激光振动测量系统 |
CN104459904A (zh) * | 2013-09-18 | 2015-03-25 | 福州高意通讯有限公司 | 一种单纤双向bosa结构 |
CN108469693A (zh) * | 2018-04-13 | 2018-08-31 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 一种双通道声光可调谐滤波器及高光谱成像装置 |
-
2018
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Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1096881A (ja) * | 1996-09-06 | 1998-04-14 | Korea Advanced Inst Of Sci Technol | 各セルの開口が一列に接続された多重チャンネルの音響−光変調器 |
CN1195122A (zh) * | 1997-03-28 | 1998-10-07 | 国际商业机器公司 | 多通道声-光调制器 |
EP1345455A2 (en) * | 2002-03-12 | 2003-09-17 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Laser video projector having multi-channel acousto-optic modulator, and method and circuit for driving the same |
CN1402071A (zh) * | 2002-09-29 | 2003-03-12 | 许炳活 | 串联式多路声光调制器 |
KR20060035969A (ko) * | 2004-10-21 | 2006-04-27 | 삼성전자주식회사 | 다채널 음향광 변조장치 |
CN101413783A (zh) * | 2008-07-23 | 2009-04-22 | 中国航空工业第一集团公司北京长城计量测试技术研究所 | 双频激光干涉测量装置 |
CN103293679A (zh) * | 2013-06-09 | 2013-09-11 | 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 | 用于形成光学势阱的激光光束整形操控系统 |
CN104459904A (zh) * | 2013-09-18 | 2015-03-25 | 福州高意通讯有限公司 | 一种单纤双向bosa结构 |
CN103900681A (zh) * | 2014-04-09 | 2014-07-02 | 西安电子科技大学 | 一种扫描激光振动测量系统 |
CN108469693A (zh) * | 2018-04-13 | 2018-08-31 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 一种双通道声光可调谐滤波器及高光谱成像装置 |
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