CN111999036A - 一种利用声光调制器标定f-p滤光器调谐位置的方法 - Google Patents

一种利用声光调制器标定f-p滤光器调谐位置的方法 Download PDF

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杨金生
胡兴成
饶长辉
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Abstract

本发明公开了一种利用声光调制器标定F‑P滤光器调谐位置的方法，该标定方法可以非常准确地标定F‑P滤光器的调谐位置；利用带宽极窄的稳频He‑Ne激光器产生稳频激光并扩束准直，利用分光比为1：1的分光镜将激光分为2束，一束直接进入第一CCD,另一束通过F‑P滤光器后由第二CCD接收。控制声光调制器件定量改变光束波长，将F‑P滤光器调节至某一待定标调谐位置测量F‑P滤光器对不同波长输入激光的透射率，利用高斯函数拟合透射率‑输入波长曲线，曲线最高点对应的波长坐标即为F‑P滤光器在该调谐位置的调谐波长。改变滤光器调谐位置，重复以上步骤定标滤光器所有调谐位置的准确调谐波长。

Description

一种利用声光调制器标定F-P滤光器调谐位置的方法
技术领域
本发明涉及一种F-P滤光器调谐位置标定方法，特别涉及一种利用声光调制器标定F-P滤光器调谐位置的方法。
背景技术
F-P滤光器是一种性能优良的滤光器件，其主要基于平行平板的多光束干涉原理研制，广泛用于天文观测作为扫描成像光谱仪。在F-P正式应用于扫描成像之前，必须要先对其调谐位置的中心波长进行定标，以确保可以在成像时得到准确的数据。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提出一种系统地对F-P滤光器调谐位置的中心波长进行高精度定标的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种利用声光调制器标定F-P滤光器调谐位置的方法，包括：
步骤1，利用带宽极窄的稳频He-Ne激光器产生稳频激光并经过扩束准直镜扩束准直；
步骤2，利用分光比为1：1的分光镜将激光分为2束，一束直接进入第一CCD,另一束通过待标定F-P滤光器后由第二CCD接收；
步骤3，利用声光调制器调制激光波长并测量调制光的输出功率，调制后激光波长与入射激光波长存在下列关系：
f1＝f0+mF
式中f1为出射光频率，f0为入射光频率，m为衍射级次，F为声波频率；
步骤4，调谐待标定F-P滤光器于某一待标定中心波长处，测量激光出射光功率、经过待标定F-P滤光器的透射光功率并计算相对透射率；
步骤5，改变F，重复步骤3-4,测量多组透射功率I-入射波长f1数据，用高斯函数拟合曲线，曲线最高点对应的波长横坐标即为得到该调谐位置的中心波长；
步骤6，改变调谐位置，重复步骤3-5，完成待标定F-P滤光器全部调谐位置的定标。
本发明与现有技术相比的有益效果：
(1)利用声光调制器调制出的激光波长较为准确，可以用于滤光器调谐位置中心波长的精确定标。
(2)同时测量激光出射光强以及激光经过F-P滤光器的透射光强计算透射率，避免光源输出功率变化对透射率计算的影响，对光源输出功率稳定性要求较低。
附图说明
图1为本发明一种使用声光调制器定标F-P滤光器方法的流程图；
图2为声光调制器工作原理示意图；
图3为定标的光路结构示意图；
图中附图标记含义为：1为稳频He-Ne激光器，2为扩束准直镜，3为声光调制器，4为分光镜，5为第一CCD，6为待标定F-P滤光器，7为第二CCD。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施方式进一步说明本发明。
先简单介绍声光调制器件(AOM)，声光调制器是利用电子驱动信号可以用来控制激光光束的功率，频率或者其空间方向的器件。它利用声光效应，即通过声波机械振荡压力改变折射率。
AOM的关键元件是一块透明晶体(或一块玻璃)，光在其中传播如图2所示。与晶体接触的压电转换器用来激发声波，声波的频率在100MHz量级。光在周期性折射率光栅中传播受到布拉格衍射产生声波，因此AOM有时也称为布拉格盒。散射光的频率增加或者减小，增加或减小的值等于声波频率(与声波相对于光束的传播方向有关)，并且散射光的方向稍有变化。(方向的变化很小，因为声波的波数与光播相比非常小。)散射光的频率和方向可以通过控制声波的频率进行控制。
如图3所示，定标时稳频He-Ne激光器1产生窄带稳频激光，激光经声光调制后分为等强度的两路，其中一路直接由第一CCD 5测量光功率，另一路透过待标定F-P滤光器6再进入第二CCD 7,由计算机控制声光调制器3移频、待标定F-P滤光器6的调谐以及第一CCD、第二CCD的图像采集。为了避免第一CCD、第二CCD响应对标定结果产生影响，最好先对2个CCD的响应进行定标。定标待标定F-P滤光器6具体过程如下：
步骤1，利用带宽极窄的稳频He-Ne激光器1产生稳频激光并经过扩束准直镜2扩束准直；
步骤2，利用分光比为1：1的分光镜4将激光分为2束，一束直接进入第一CCD 5,另一束通过待标定F-P滤光器6后由第二CCD 7接收；
步骤3，利用声光调制器3调制激光波长并测量调制光的输出功率，调制后激光波长与入射激光波长存在下列关系：
f1＝f0+mF
式中f1为出射光频率，f0为入射光频率，m为衍射级次，F为声波频率；
步骤4，调谐待标定F-P滤光器6于某一待标定中心波长处，测量激光出射光功率、经过待标定F-P滤光器6的透射光功率并计算相对透射率。
步骤5，改变F，重复步骤3-4,测量多组透射功率I-入射波长f1数据，用高斯函数拟合曲线，曲线最高点对应的波长横坐标即为得到该调谐位置的中心波长。
步骤6，改变调谐位置，重复步骤3-5，完成待标定F-P滤光器6全部调谐位置的定标。

Claims (1)

1.一种利用声光调制器标定F-P滤光器调谐位置的方法，其特征在于，步骤如下：
步骤1，利用带宽极窄的稳频He-Ne激光器产生稳频激光并经过扩束准直镜扩束准直；
步骤2，利用分光比为1：1的分光镜将激光分为2束，一束直接进入第一CCD,另一束通过待标定F-P滤光器后由第二CCD接收；
步骤3，利用声光调制器调制激光波长并测量调制光的输出功率，调制后激光波长与入射激光波长存在下列关系：
f1＝f0+mF
式中f1为出射光频率，f0为入射光频率，m为衍射级次，F为声波频率；
步骤4，调谐待标定F-P滤光器于某一待标定中心波长处，测量激光出射光功率、经过待标定F-P滤光器的透射光功率并计算相对透射率；
步骤5，改变F，重复步骤3-4,测量多组透射功率I-入射波长f1数据，用高斯函数拟合曲线，曲线最高点对应的波长横坐标即为得到该调谐位置的中心波长；
步骤6，改变调谐位置，重复步骤3-5，完成待标定F-P滤光器全部调谐位置的定标。
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