[发明专利]一种多通道可变波长的偏振干涉滤波器的参数确定方法

说明书

本发明提供了一种多通道可变波长的偏振干涉滤波器的参数确定方法，包括确定输出光强，根据所述输出光强寻找满足偏振干涉条件的晶体厚度值以及第一角度组合，所述第一角度组合包括各个晶体的光轴与起偏振器偏振轴的夹角；根据所述晶体厚度值和所述第一角度组合确定所述偏振干涉滤波器的初始波长；确定所需输出波长，根据所需输出波长计算所述相位延迟晶体组件的法线方向与偏振光传输路径方向的第二角度；根据所述相位延迟晶体组件的相位延迟量确定所述偏振干涉滤波器的通道数量；通过参数的设定，实现多通道可调波长输出。

技术领域

本发明涉及光学器件技术领域，尤其涉及一种多通道可变波长的偏振干涉滤波器的参数确定方法。

背景技术

在光学信息采集和处理中，光学滤波及频谱分析发挥着极重要的作用。光学滤波器件可选择特定的某一频谱或多个分离频谱组合的光信号通过，是光通信、光谱遥感成像、医学光谱诊断的关键器件。

目前光学滤波器件主要是采用多膜系干涉原理制备的干涉滤光片，或采用二向色性材料制备的吸收式滤光片。干涉滤波片和吸收滤波片的特点是技术成熟、透过率高以及频谱响应特性优良，但波长固定是滤光片的一个缺点，特别是在需要频谱切换时，固定波长的干涉滤光片及吸收滤光片无法满足要求，而靠多个谱段的滤光片组合进行切换时，需要转轮等复杂的光机结构，导致切换时间长、滤波系统复杂、成本高及可靠性降低等问题。

近年来，随着电光晶体、声光晶体、液晶等新型固态或液态晶体技术发展，可变波长的光学滤波技术进展迅速并得到广泛应用。基于声光晶体的可变波长的滤波器(AOTF)可通过调节改变超声波的驻波波长来进行光学滤波的谱段切换，以AOFT为滤波器件的高光谱成像仪成功应用于遥感卫星、火星探测器，用于获取高分辨的气象、岩石、土壤光谱数据。但由于AOTF成本高，工作电压高、通光口径小、视角小，需要光学中继等缺点，阻碍了AOTF的应用推广。基于液晶的可变波长滤波器(LCTF)通过驱动电压的改变进行光学滤波谱段切换，由于LCTF具有驱动电压低、口径大、结构紧凑、光电集成性能优良等优点，在医学荧光光谱成像、农产品光谱分析等领域具有广阔应用前景。LCTF的主要缺点是液晶对温度极为敏感，需要精确的温控系统来保障滤波的稳定性，此外，液晶分子对紫外有强烈吸收，液晶分子端链在强紫外辐射时光会发生断裂，因此，LCTF不仅对紫外谱段的光透过率极低，而且易被强紫外光损伤。

由于紫外频谱分析在生物物证痕迹发现和鉴定、早期导弹预警、电力线故障巡查等公安、军事及工业检测等领域具有重要价值，紫外段频谱数据采集和分析的需求越来越迫切，可变波长紫外滤波器在紫外频谱数据采集和分析中起着关键作用。紫外滤波器件除了干涉滤光片及吸收滤光片外，杨毅彪、周泽华等在文献《基于光子晶体滤波和量子点光谱转换的日盲紫外成像装置研究》中描述了光子晶体滤波器件，但该类滤波器的频谱响应都不可调，难以满足紫外频谱数据采集和分析的要求。美国国家航空航天局(NASA)的Narasimha S.Prasad在文献《DEEP-UV BASED ACOUSTO-OPTIC TUNABLE FILTER FORSPECTRAL SENSING APPLICATIONS》中提出了用石英晶体和KDP晶体制成的AOTF紫外可变滤波器,可在190nm-400nm进行时序滤波，但AOTF仅有一个波长通道，且衍射效率低、带宽极小，需要深度制冷CCD成像器件配合，仅应用于天文观测等极少科学研究领域。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中的光学滤波器件的通道单一、无法连续调频、波长切换时间长等缺点，提出一种多通道可变波长的偏振干涉滤波器的参数确定方法，能够提供多通道、波长连续可调的偏振光。

一种多通道可变波长的偏振干涉滤波器的参数确定方法，所述偏振干涉滤波器包括起偏振器、相位延迟晶体组件以及检偏振器，所述相位延迟晶体组件包括N个晶体，所述起偏振器的偏振轴与所述检偏振器的偏振轴垂直或平行，偏振光通过所述起偏振器输入，经所述相位延迟晶体组件传播后通过所述检偏振器输出；

所述偏振干涉滤波器的参数确定方法包括：