一分光元件3，光束調(diào)整部件2調(diào)節(jié)光束參數(shù)或傳播特性，對(duì)光束進(jìn)行整形，達(dá)到準(zhǔn)直傳播要求，第一分光元件3將光源出射光束部分能量分束，由功率光電探測(cè)器4接受，作為寬光譜光源出射光強(qiáng)功率穩(wěn)定控制的反饋信號(hào)，控制寬光譜光源輸出功率穩(wěn)定;本實(shí)施例中寬光譜光源采用氙燈，光束調(diào)整部件2采用透鏡式光束調(diào)整部件，第一分光元件3采用寬光譜分光棱鏡，功率光電探測(cè)器4采用功率計(jì)；
步驟(2)寬光譜分束元件5將入射準(zhǔn)直寬光譜光束在空間上按照波長(zhǎng)進(jìn)行分束，發(fā)生色散行為，形成發(fā)散多波長(zhǎng)光束，分束后光束經(jīng)過(guò)光束準(zhǔn)直組件6進(jìn)行準(zhǔn)直，構(gòu)成空間上波長(zhǎng)分散準(zhǔn)直光束;本實(shí)施例中，寬光譜分束元件5采用光柵，光束準(zhǔn)直組件6采用透射式準(zhǔn)直透鏡組；
步驟(3)在空間上波長(zhǎng)分散準(zhǔn)直光束光路上設(shè)置有可移動(dòng)空間濾波器7，允許射在空間濾波器7上通光孔的光束通過(guò)，在位移控制器8的驅(qū)動(dòng)控制下，移動(dòng)空間濾波器7位置，實(shí)現(xiàn)所需要波長(zhǎng)光束的通過(guò)，同時(shí)在空間濾波器7的光束出射一側(cè)光路上設(shè)置有第二分光元件9，第二分光元件9與空間濾波器7相互剛性連接，分出光束由光譜探測(cè)部件10檢測(cè)，對(duì)空間濾波器7出射光束波長(zhǎng)進(jìn)行驗(yàn)證;本實(shí)施例中，空間濾波器7為具有矩形夾縫的可移動(dòng)濾波器，光譜探測(cè)部件10為光譜儀；
步驟(4)空間濾波器7出射光束經(jīng)過(guò)會(huì)聚組件11改變光束傳播方向，射向?qū)捁庾V合束元件12，寬光譜合束元件12與寬光譜分束元件5為同類部件，區(qū)別是光束入射方向相反，經(jīng)過(guò)步驟(3)進(jìn)行不同波長(zhǎng)選擇輸出時(shí)，經(jīng)過(guò)寬光譜合束元件12后，均由寬光譜合束元件12同一輸出點(diǎn)出射，并且出射方向相同；
步驟(5)控制分析單元13與功率光電接收器4、位移控制器8、光譜探測(cè)部件10相連接，對(duì)所選波長(zhǎng)輸出功率和波長(zhǎng)進(jìn)行閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)高性能波長(zhǎng)可調(diào)節(jié)光源。
[0017]本實(shí)施例成功實(shí)現(xiàn)了寬可調(diào)諧范圍的非相干光源構(gòu)建，波長(zhǎng)在200nm至780nm內(nèi)可調(diào)諧非相干光束輸出，并且波長(zhǎng)和功率實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)控制，具有構(gòu)建方法簡(jiǎn)單、方法容易實(shí)現(xiàn)、波長(zhǎng)可調(diào)節(jié)范圍大、波長(zhǎng)調(diào)節(jié)靈活、功能易于擴(kuò)充、智能化程度高、實(shí)現(xiàn)非相干光束輸出、穩(wěn)定性高、使用便利等特點(diǎn)。
[0018]本發(fā)明中色散元件原理與使用、光電檢測(cè)技術(shù)、光譜分析技術(shù)、高精度位移控制技術(shù)、多信息融合技術(shù)均為成熟技術(shù)。本發(fā)明的發(fā)明點(diǎn)在于基于色散元件作用機(jī)理，寬光譜光源經(jīng)過(guò)色散元件在波長(zhǎng)維度上進(jìn)行空間域展開，進(jìn)行光場(chǎng)分束，利用空間位置可調(diào)節(jié)夾縫進(jìn)行波長(zhǎng)通過(guò)選擇，然后利用色散元件反向作用原理，將所選波長(zhǎng)光束導(dǎo)入固定輸出光路上，實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)可調(diào)節(jié)光源的構(gòu)建，給出一種構(gòu)建方法簡(jiǎn)單、方法容易實(shí)現(xiàn)、波長(zhǎng)可調(diào)節(jié)范圍大、波長(zhǎng)調(diào)節(jié)靈活、功能易于擴(kuò)充、智能化程度高、可實(shí)現(xiàn)非相干光束輸出、穩(wěn)定性高、使用便利的基于寬光譜分束合束的波長(zhǎng)可調(diào)節(jié)光源構(gòu)建方法。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于寬光譜分束合束的波長(zhǎng)可調(diào)節(jié)光源構(gòu)建方法，其特征在于，其步驟為:I)寬光譜光源經(jīng)過(guò)色散元件在波長(zhǎng)維度上進(jìn)行空間域展開，在寬光譜光源輸出端分光進(jìn)行功率控制；2)光場(chǎng)分束，構(gòu)成空間上波長(zhǎng)分散準(zhǔn)直光束;3)利用空間位置可調(diào)節(jié)夾縫進(jìn)行波長(zhǎng)通過(guò)選擇，在可調(diào)節(jié)夾縫透過(guò)光場(chǎng)出進(jìn)行分束對(duì)波長(zhǎng)進(jìn)行檢測(cè)，4)利用色散元件反向作用原理，將所選波長(zhǎng)光束導(dǎo)入固定輸出光路上，實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)可調(diào)節(jié)光源的構(gòu)建。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于寬光譜分束合束的波長(zhǎng)可調(diào)節(jié)光源構(gòu)建方法，其特征在于:所述步驟I)的具體步驟:寬光譜光源(I)在驅(qū)動(dòng)部件控制下出射光束，寬光譜光源(I)出射光束的光路上設(shè)置光束調(diào)整部件(2)、第一分光元件3，光束調(diào)整部件(2)調(diào)節(jié)光束參數(shù)或傳播特性，對(duì)光束進(jìn)行整形，達(dá)到準(zhǔn)直傳播要求，第一分光元件(3)將光源出射光束部分能量分束，由功率光電探測(cè)器(4)接受，作為寬光譜光源出射光強(qiáng)功率穩(wěn)定控制的反饋信號(hào)，控制寬光譜光源輸出功率穩(wěn)定。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于寬光譜分束合束的波長(zhǎng)可調(diào)節(jié)光源構(gòu)建方法，其特征在于:所述步驟2)的具體步驟:寬光譜分束元件(5)將入射準(zhǔn)直寬光譜光束在空間上按照波長(zhǎng)進(jìn)行分束，發(fā)生色散行為，形成發(fā)散多波長(zhǎng)光束，分束后光束經(jīng)過(guò)光束準(zhǔn)直組件(6)進(jìn)行準(zhǔn)直，構(gòu)成空間上波長(zhǎng)分散準(zhǔn)直光束。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于寬光譜分束合束的波長(zhǎng)可調(diào)節(jié)光源構(gòu)建方法，其特征在于:所述步驟3)的具體步驟:在空間上波長(zhǎng)分散準(zhǔn)直光束光路上設(shè)置有可移動(dòng)空間濾波器(7)，允許射在空間濾波器(7)上通光孔的光束通過(guò)，在位移控制器(8)的驅(qū)動(dòng)控制下，移動(dòng)空間濾波器(7)位置，實(shí)現(xiàn)所需要波長(zhǎng)光束的通過(guò)，同時(shí)在空間濾波器(7)的光束出射一側(cè)光路上設(shè)置有第二分光元件(9)，第二分光元件(9)與空間濾波器(7)相互剛性連接，分出光束由光譜探測(cè)部件(1 )檢測(cè)，對(duì)空間濾波器(7 )出射光束波長(zhǎng)進(jìn)行驗(yàn)證。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于寬光譜分束合束的波長(zhǎng)可調(diào)節(jié)光源構(gòu)建方法，其特征在于:所述步驟4)的具體步驟:空間濾波器(7)出射光束經(jīng)過(guò)會(huì)聚組件(11)改變光束傳播方向，射向?qū)捁庾V合束元件(12)，經(jīng)過(guò)步驟3)進(jìn)行不同波長(zhǎng)選擇輸出時(shí)，經(jīng)過(guò)寬光譜合束元件(12)后，均由寬光譜合束元件(12)同一輸出點(diǎn)出射，并且出射方向相同；控制分析單元(13)與功率光電接收器(4)、位移控制器(8)、光譜探測(cè)部件(10)相連接，對(duì)所選波長(zhǎng)輸出功率和波長(zhǎng)進(jìn)行閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)高性能波長(zhǎng)可調(diào)節(jié)光源。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于寬光譜分束合束的波長(zhǎng)可調(diào)節(jié)光源構(gòu)建方法，其特征在于:所述的步驟I)中寬光譜光源(I)為氙燈、鎢燈、自然發(fā)光體、多波長(zhǎng)激光系統(tǒng)或可調(diào)諧激光器中的任一種。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于寬光譜分束合束的波長(zhǎng)可調(diào)節(jié)光源構(gòu)建方法，其特征在于:所述的步驟I)中光束調(diào)整部件(2)為透鏡式光束調(diào)整部件、反射式光束調(diào)整部件、液晶光束調(diào)整部件或微納結(jié)構(gòu)光束調(diào)整部件中的任一種。8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于寬光譜分束合束的波長(zhǎng)可調(diào)節(jié)光源構(gòu)建方法，其特征在于:所述的步驟2)中寬光譜分束元件(5)為光柵分束元件、棱鏡分束元件或微納分束元件中的任一種。9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于寬光譜分束合束的波長(zhǎng)可調(diào)節(jié)光源構(gòu)建方法，其特征在于:所述的步驟4)中寬光譜合束元件(12 )為光柵合束元件、棱鏡合束元件或微納合束元件中的任一種。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于寬光譜分束合束的波長(zhǎng)可調(diào)節(jié)光源構(gòu)建方法，其特征在于:所述的步驟4)中控制分析單元(13)為計(jì)算機(jī)、嵌入式系統(tǒng)、數(shù)字信號(hào)處理器或移動(dòng)終端設(shè)備中的任一種。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于寬光譜分束合束的波長(zhǎng)可調(diào)節(jié)光源構(gòu)建方法，其步驟為：1）寬光譜光源經(jīng)過(guò)色散元件在波長(zhǎng)維度上進(jìn)行空間域展開，在寬光譜光源輸出端分光進(jìn)行功率控制；2）光場(chǎng)分束，構(gòu)成空間上波長(zhǎng)分散準(zhǔn)直光束；3）利用空間位置可調(diào)節(jié)夾縫進(jìn)行波長(zhǎng)通過(guò)選擇，在可調(diào)節(jié)夾縫透過(guò)光場(chǎng)出進(jìn)行分束對(duì)波長(zhǎng)進(jìn)行檢測(cè)，4）利用色散元件反向作用原理，將所選波長(zhǎng)光束導(dǎo)入固定輸出光路上，實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)可調(diào)節(jié)光源的構(gòu)建。本發(fā)明具有構(gòu)建方法簡(jiǎn)單、方法容易實(shí)現(xiàn)、波長(zhǎng)可調(diào)節(jié)范圍大、波長(zhǎng)調(diào)節(jié)靈活、功能易于擴(kuò)充、智能化程度高、可實(shí)現(xiàn)非相干光束輸出、穩(wěn)定性高、使用便利等特點(diǎn)。
【IPC分類】G02B27/10, H01S5/14, H01S5/00, G02B27/09
【公開號(hào)】CN105680317
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610017162
【發(fā)明人】詹秋芳, 張榮福, 高秀敏
【申請(qǐng)人】上海理工大學(xué)
【公開日】2016年6月15日
【申請(qǐng)日】2016年1月12日