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宽带声光可调谐光谱仪的研究

肖立峰  
【摘要】:作为传统光谱仪的更新换代产品,以声光可调谐滤波器(AOTF)作为分光元件的光谱仪引起了人们的普遍关注。AOTF是利用声光衍射原理制成的分光器件,初期大多采用体器件的结构。我们在体器件的基础上,采用集成光学工艺,制成集成光学声光可调谐滤波器(IAOTF)。同体AOTF器件相比,IAOTF的结构更加紧凑,体积更加小巧,衍射效率可接近100%,带宽更窄,并大大降低了所需的RF驱动功率。在此基础上,我们首次研制成一种基于IAOTF的近红外光谱仪。它是一种全固态装置,没有任何机械传动和调节机构,同传统的光谱仪相比,这种光谱仪具有很多优点,例如:光谱扫描速度快、重复测量容易等。 本文第一章讨论了钛扩散光波导的折射率分布和模场分布,对用光束传播法(BPM)计算钛扩散光波导场分布的原理和计算原则作了仔细详尽的阐述;第二章详细介绍了光谱仪的核心分光元件的设计原理与制作测量;第三章设计了单级集成光学AOTF光谱仪的基本结构,并对光谱仪的各种特性进行了详细的分析,然后给出了实际仪器的可调谐实验和光谱测量结果,最后介绍了进一步提高光谱仪性能的具体方法;第四章讨论了为了增加光谱仪的光谱测量范围,对宽带叉指换能器所进行的研究。


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