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1.聲光可調(diào)諧濾波器的原理
濾波器的本質(zhì)就是諧振電路，可調(diào)諧表示濾波器的諧振點(diǎn)可調(diào)。
聲光可調(diào)諧濾波器(Acousto-opticTunableFilter，AOTF)的原理是根據(jù)聲光衍射原理制成的分光器件，它由晶體和鍵合在其上的換能器構(gòu)成，換能器將高頻的RF驅(qū)動(dòng)電信號(hào)（一般約為幾十兆赫至二百兆赫之間）轉(zhuǎn)換為在晶體內(nèi)的超聲波振動(dòng)，超聲波產(chǎn)生了空間周期性的調(diào)制，其作用像衍射光柵。
當(dāng)入射光照射到此光柵后將產(chǎn)生布喇格衍射，其衍射光 的波長(zhǎng)與高頻驅(qū)動(dòng)電信號(hào)的頻率有著一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。因此，只要改變RF驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率，即可改變衍射光的波長(zhǎng)，進(jìn)而達(dá)到了分光的目的。
2.聲光可調(diào)諧濾波器的理論基礎(chǔ)
聲光可調(diào)諧光濾波器( acousto-optic tunable optical filters, AOT F) 的物理基礎(chǔ)是基于光彈性效應(yīng), 即通過(guò)聲光材料傳輸?shù)穆暡ɑ虺暡ㄐ盘?hào)產(chǎn)生隨聲波幅度周期性變化的應(yīng)力, 使該材料的分子結(jié)構(gòu)產(chǎn)生局部的密集和疏松, 相當(dāng)于使折射率產(chǎn)生周期性的變化, 其結(jié)果是聲波產(chǎn)生了可以對(duì)光束衍射的光柵。
AOTF所應(yīng)用的基本原理有逆壓電效應(yīng)、聲光效應(yīng)、聲光衍射、布拉格(Bragg)衍射。逆壓電效應(yīng)是指對(duì)晶體施加交變電場(chǎng)引起晶體機(jī)械變形的現(xiàn)象。聲光效應(yīng)是光通過(guò)聲波擾動(dòng)的介質(zhì)時(shí)發(fā)生散射或衍射的現(xiàn)象。當(dāng)超聲波進(jìn)入到晶體中時(shí)，聲光晶體的光學(xué)性質(zhì)會(huì)受到超聲波的作用而改變，使聲光晶體的折射率發(fā)生變化，而折射率的變化與超聲波的強(qiáng)度有關(guān)，因此會(huì)形成隨超聲波強(qiáng)度不同變化的分布， 整個(gè)聲光晶體就類(lèi)似一個(gè)位相光柵，這種現(xiàn)象被稱(chēng)為聲光效應(yīng)。若同時(shí)有光傳過(guò)介質(zhì)，光將被相位光柵所衍射，稱(chēng)為聲光衍射。布拉格衍射對(duì)方向和波長(zhǎng)有選擇性，當(dāng)超聲波頻率af較高，光波入射的方向與超聲波波面一定角度，且聲光相互作用的長(zhǎng)度 L較長(zhǎng)，當(dāng)有光波入射到介質(zhì)中時(shí)，光波會(huì)和多個(gè)超聲波波面發(fā)生相互的作用，因此聲光介質(zhì)產(chǎn)生周期性結(jié)構(gòu)是相位與體位光柵性質(zhì)的結(jié)合。入射光進(jìn)入該聲光介質(zhì)時(shí)，受到相位影響和振幅影響。當(dāng)入射光波的入射角滿足一定的條件的情況下，各級(jí)衍射光在介質(zhì)中會(huì)相互干涉，相互抵消，只存在 0 級(jí)和+1 級(jí)（或-1 級(jí)）的衍射光，這種現(xiàn)象就是布拉格衍射。
結(jié)論
聲光可調(diào)諧濾波器是一種電調(diào)諧濾波器，具有很寬的光譜通帶，很高的電調(diào)諧速率以及很好的光譜分辨率，同時(shí)聲光可調(diào)諧濾波器在非臨界相位匹配時(shí)具有較大的視場(chǎng)角，不需要進(jìn)行光譜掃描就能對(duì)較大視場(chǎng)進(jìn)行光譜分析，因此可以用于光譜成像系統(tǒng)，并且與系統(tǒng)光柵成像光譜儀相比具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、易于電腦程序控制等優(yōu)點(diǎn)，具有很好的微型化的前景。
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