[发明专利]一种声光滤波器角孔径的测量装置及测量方法

说明书

本发明公开了一种声光滤波器角孔径的测量装置及测量方法，其包括依序设置的白光源、光束准直系统、声光滤波系统、角度调节转台、光谱探测系统、以及计算机控制与分析系统，光谱探测系统与计算机控制与分析系统连接，来自白光源的光束依序通过光束准直系统、声光滤波系统后进入光谱探测系统，然后在计算机控制与分析系统的控制下进行光谱信息的采集和分析，形成完整的光路连接，角孔径测量过程中获得的光谱数据的由计算机控制与分析系统完成分析，并计算出相应的角孔径，基于该装置，并通过本发明的测试方法对声光滤波器角孔径进行测量，可以对声光滤波器在不同通光波长下的角孔径进行准确的测量，且测量的精度高、稳定性好、方法简单易操作。

技术领域

本发明涉及光学滤波技术领域，尤其是一种声光滤波器角孔径的测量装置及测量方法。

背景技术

利用光学滤波方法，可以获取来自目标物体的特定光谱以及图像信息，这被称为光学滤波技术。该技术在军事、农业、刑事侦查、生命科学以及地质勘探等领域中都有广泛的应用。声光滤波器是一种新型的光学滤波器件，可以在射频信号的驱动下实现连续的可调滤波，并且滤波的带通窄，信号的透过率高，调节方便，系统的稳定性好。相比于传统的滤波器件，比如带通滤波片、光栅以及三棱镜等都有明显的优势。但声光滤波器的设计理论比较复杂，因此，实际制作的声光滤波器性能与设计往往存在较大差异。为此，论文《一般相位匹配条件下声光可调谐滤波器系统的理论分析》和发明专利(声光可调滤波器)所提出的基于二氧化碲晶体的声光可调滤波器的设计和制作方法，一定程度上解决了声光滤波器设计和实际制作中存在差异的问题。声光滤波器作为一种滤波的器件，其关键的技术指标之一是角孔径。

角孔径的定义为：在确定的光波长下，随着入射光角度的变化，衍射光强下降为平均入射角处光强50％时，对应的两个入射光角度差。角孔径的大小决定了声光滤波器对信号光的收集能力。声光滤波器作为分光原件，往往应用于各类光学系统前端的信号获取部分，因此，声光滤波器的角孔径越大，集光能力越强，越有利于弱信号的观测；反之，角孔径越小对信号的观测越不利。也就是说，声光滤波器的性能很大程度上决定了光学系统的整体性能。因此，准确测量声光滤波器的角孔径是评价声光滤波器性能的关键，但截至目前，还没有针对声光滤波器角孔径测量的有效方法被提出，因此，发明一种能够对声光滤波器的角孔径进行准确测量的方法，对评价声光滤波器的性能是很有意义的，并将促进高性能声光滤波器的设计。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种实施可靠且能够对在不同通过波长下的声光滤波器的角孔径进行准确测量的声光滤波器角孔径测量装置及其测量方法。

为了实现上述的技术目的，本发明的技术方案为：

一种声光滤波器角孔径的测量装置，其包括依序设置的白光源、光束准直系统、声光滤波系统、角度调节转台、光谱探测系统、以及计算机控制与分析系统，所述的光谱探测系统与计算机控制与分析系统连接，所述的声光滤波系统由声光滤波器、射频源以及挡光板组成，声光滤波器和射频源之间通过射频线连接，所述的声光滤波器置于角度调节转台上并由角度调节转台进行带动转动来调节声光滤波器相对来自白光源光束的角度，所述的挡光板位于声光滤波器的后端且用于接收经声光滤波器输出的非滤波光束以及两束滤波光束中的一束，防止影响后续的信号光谱分析，通过改变射频源输出的射频信号频率可以连续调节声光滤波器输出滤波光束的中心波长，其中，来自白光源的光束依序通过光束准直系统、声光滤波系统后进入光谱探测系统，然后在计算机控制与分析系统的控制下进行光谱信息的采集和分析，形成完整的光路连接，角孔径测量过程中获得的光谱数据的由计算机控制与分析系统完成分析，并计算出相应的角孔径。

进一步，所述的白光源为白光LED，在可见光至近红外光谱范围内可连续输出。

进一步，所述的光束准直系统，由消色差的双胶合凸透镜组和双胶合凹透镜透镜组成，来自白光源的光束经光束准直系统汇聚并准直后形成平行光束，进入声光滤波系统进行声光滤波。

进一步，所述的挡光板为表面经黑色阳极氧化处理的铝合金圆盘。