專利名稱：一種聲光可調(diào)諧濾波器調(diào)諧曲線雙通道測(cè)試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聲光可調(diào)諧濾波器調(diào)諧曲線雙通道測(cè)試方法，它可提高聲光可調(diào)諧濾波器調(diào)諧曲線測(cè)試精度，用于單片聲光可調(diào)諧濾波器性能測(cè)試與定標(biāo)，為聲光可調(diào)諧濾波器應(yīng)用系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)。屬于光電儀器設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
聲光可調(diào)諧濾波器(Acousto-optic Tunable Filter, A0TF)是一種電控的濾光器件，主要由壓電換能器和聲光晶體組成，射頻信號(hào)經(jīng)壓電換能器轉(zhuǎn)換為聲波進(jìn)入聲光晶體，利用聲波與光波的相互作用，可以將ー個(gè)波長(zhǎng)從入射寬光譜中衍射出來(lái)，實(shí)現(xiàn)濾光功能。通過(guò)改變加在AOTF上的射頻信號(hào)頻率，就能衍射出不同波長(zhǎng)。由于AOTF具有完全電控、無(wú)機(jī)械部件、波長(zhǎng)掃描速度快、衍射光強(qiáng)可調(diào)、衍射效率高、工作方式靈活等優(yōu)點(diǎn)，AOTF廣泛應(yīng)用
于光譜分析、激光控制、光通信、光譜成像等領(lǐng)域。AOTF是由電信號(hào)頻率來(lái)控制衍射波長(zhǎng)，因此，頻率與波長(zhǎng)關(guān)系(即調(diào)諧曲線)的精準(zhǔn)程度，直接決定了 AOTF系統(tǒng)的最終精度。為此需要對(duì)AOTF調(diào)諧曲線進(jìn)行高精度測(cè)試與定標(biāo)，以確保整套系統(tǒng)的高精度。目前，主要有三種方法，一是在已知AOTF晶體內(nèi)部設(shè)計(jì)參數(shù)基礎(chǔ)上，通過(guò)建模得到精確公式，其結(jié)果受理論建模精度、加工精度等的影響；ニ是利用單波長(zhǎng)激光器與掃頻驅(qū)動(dòng)信號(hào)結(jié)合，得到激光波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)頻率，再結(jié)合近似公式求解出公式中的未知系數(shù)，得到最終的調(diào)諧曲線，這種方法采用了激光器，保證了單點(diǎn)的精度，但是由于建模誤差和推導(dǎo)過(guò)程的近似誤差，其結(jié)果與實(shí)際調(diào)諧曲線偏差較大；三是利用寬光譜光源和光譜儀，得到大量頻率對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)，然后進(jìn)行曲線擬合，這種方法相對(duì)于前兩種方法，無(wú)需理論公式，精度有所提高，但是最大的缺點(diǎn)是寬光譜光源發(fā)出的光線準(zhǔn)直性太差，不能很好地保證與AOTF入射面垂直，造成了用于擬合的數(shù)據(jù)本身存在較大的誤差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問(wèn)題是克服現(xiàn)有AOTF調(diào)諧曲線測(cè)試方法精度偏低的缺點(diǎn)，提出利用激光與寬光譜光源相結(jié)合的AOTF調(diào)諧曲線雙通道測(cè)試方法，充分利用兩種方法各自的優(yōu)點(diǎn)，提高AOTF調(diào)諧曲線的測(cè)試精度。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是采用激光與寬光譜光源相結(jié)合的雙通道測(cè)試方法，首先，利用激光測(cè)試通道得到調(diào)諧曲線上的單個(gè)高精度測(cè)試點(diǎn)，再切換至寬光譜光源測(cè)試通道，得到同頻率下的測(cè)試數(shù)據(jù)，兩者耦合后得到修正值，然后，寬光譜光源測(cè)試通道經(jīng)驅(qū)動(dòng)器頻率步進(jìn)和光譜儀逐點(diǎn)采集獲取全波段測(cè)試值，該數(shù)據(jù)存在準(zhǔn)直性誤差，經(jīng)修正值矯正，得到全波段多而準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，以進(jìn)行曲線擬合，得到最終精準(zhǔn)的調(diào)諧曲線公式。本發(fā)明ー種聲光可調(diào)諧濾波器調(diào)諧曲線雙通道測(cè)試方法，其具體步驟如下步驟ー采用激光測(cè)試通道且激光波長(zhǎng)為<，通過(guò)聲光可調(diào)諧濾波器驅(qū)動(dòng)器頻率掃描和同步觸發(fā)，使聲光可調(diào)諧濾波器工作在不同頻率下且光功率計(jì)在每個(gè)頻率下同步采集光強(qiáng)，找到最大光強(qiáng)對(duì)應(yīng)的頻率/;:·，得到ー組測(cè)試數(shù)據(jù)W,./r);
步驟ニ 采用寬光譜光源測(cè)試通道，聲光可調(diào)諧濾波器驅(qū)動(dòng)器頻率設(shè)置為/:，由光譜儀采集衍射光的光譜分布，找到最大光強(qiáng)對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)λ ^，得到另ー組測(cè)試數(shù)據(jù)(々，<);步驟三將上述^，/和(んX)進(jìn)行融合，計(jì)算寬光譜光源測(cè)試數(shù)據(jù)的修正值ε為
權(quán)利要求
1.一種聲光可調(diào)諧濾波器調(diào)諧曲線雙通道測(cè)試方法，其特征在于該方法具體步驟如下步驟一采用激光測(cè)試通道且激光波長(zhǎng)為
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聲光可調(diào)諧濾波器調(diào)諧曲線雙通道測(cè)試方法，其特征在 于步驟一中所述的驅(qū)動(dòng)器頻率掃描和同步觸發(fā)是根據(jù)測(cè)試精度要求設(shè)置頻率掃描間隔， 根據(jù)光功率計(jì)響應(yīng)時(shí)間和數(shù)據(jù)讀取時(shí)間設(shè)置頻率保持時(shí)間，同步觸發(fā)信號(hào)發(fā)生在頻率保持 時(shí)間的中部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聲光可調(diào)諧濾波器調(diào)諧曲線雙通道測(cè)試方法，其特征在 于步驟三中所述的修正值e的計(jì)算是首先根據(jù)聲光可調(diào)諧濾波器調(diào)諧曲線理論得到
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聲光可調(diào)諧濾波器調(diào)諧曲線雙通道測(cè)試方法，其特征在 于步驟四中所述的聲光可調(diào)諧濾波器驅(qū)動(dòng)器頻率改變是將頻率首先設(shè)置為聲光可調(diào)諧濾 波器工作頻率最小值，然后，根據(jù)應(yīng)用需求設(shè)置步長(zhǎng)，再以設(shè)置步長(zhǎng)遞增，覆蓋整個(gè)工作頻 率范圍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聲光可調(diào)諧濾波器調(diào)諧曲線雙通道測(cè)試方法，其特征在 于步驟五中所述的每一組(入”^)的修正過(guò)程是根據(jù)聲光可調(diào)諧濾波器調(diào)諧曲線理論得 到
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聲光可調(diào)諧濾波器調(diào)諧曲線雙通道測(cè)試方法，其特征在 于步驟六中所述的將,./r)進(jìn)行曲線擬合是確定擬合線型為
全文摘要
一種聲光可調(diào)諧濾波器調(diào)諧曲線雙通道測(cè)試方法，它有六大步驟一、采用激光測(cè)試通道且激光波長(zhǎng)為通過(guò)聲光可調(diào)諧濾波器驅(qū)動(dòng)器頻率掃描和同步觸發(fā)，找到最大光強(qiáng)對(duì)應(yīng)的頻率得到一組測(cè)試數(shù)據(jù)二、采用寬光譜光源測(cè)試通道，聲光可調(diào)諧濾波器驅(qū)動(dòng)器頻率設(shè)置為找到最大光強(qiáng)對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)λ0，得到另一組測(cè)試數(shù)據(jù)三、將上述和進(jìn)行融合，計(jì)算寬光譜光源測(cè)試數(shù)據(jù)的修正值ε；四、采用寬光譜光源測(cè)試通道，逐漸改變聲光可調(diào)諧濾波器驅(qū)動(dòng)器頻率，分別找到最大光強(qiáng)對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)，得到n組測(cè)試數(shù)據(jù)(λi,fi)；五、利用修正值ε對(duì)每一組(λi,fi)進(jìn)行修正，修正后的驅(qū)動(dòng)器頻率為六、將進(jìn)行曲線擬合得到最終的調(diào)諧曲線。本發(fā)明提高了測(cè)試精度，對(duì)聲光可調(diào)諧濾波器系統(tǒng)研制有重要價(jià)值。
文檔編號(hào)G01M11/02GK102661852SQ201210138920
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月7日
發(fā)明者周鵬威, 張穎, 李沖沖, 趙慧潔 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)