[实用新型]基于声光可调谐滤波器的高分辨率光学系统

说明书

本实用新型涉及光谱成像技术领域，具体涉及一种基于声光可调谐滤波器的高分辨率光学系统，其包括混合滤波器单元，混合滤波器单元包括声光可调谐滤波器、第一光学镜片组、平面全息衍射光栅、第二光学镜片组和第三光学镜片组；所述混合滤波器单元内形成使声光可调谐滤波器和平面全息衍射光栅分别发生两次衍射的第一光路和第二光路；本实用新型高分辨率光学系统，倍增了系统的声光作用距离且提高了光谱分辨率高。

技术领域

本实用新型涉及光谱成像技术领域，具体涉及一种基于声光可调谐滤波器的高分辨率光学系统。

背景技术

光谱分析技术作为“绿色检测技术”的代表，具备能有效提高分析效率以及降低人工和生产成本的优势，从而取得飞速发展。目前，光谱成像技术作为光谱分析技术的重要分支，在分析测试领域，尤其是在线分析测试和工业控制领域扮演了越来越重要的角色，广泛应用于包括农牧、食品、化工、石化、制药、烟草等在内的许多领域。

声光可调谐滤波器(Acousto-optic tunable filter，简称为AOTF)，作为一种光谱分析技术的重要设备，是一种窄带可调谐滤波器，还是根据声光作用原理制成的分光器件；声光可调谐滤波器的工作原理如下：当一束复色光通过一个高频振动的具有光学弹性的晶体时，某一波长的单色光将会在晶体内部产生衍射，以一角度从晶体中出射，未发生衍射的复色光则沿原光线传播方向直接透射过晶体，由此达到分光的目的；通过改变施加在晶体上的射频驱动的频率选择分光波长，从而实现波长扫描。

此外，声光可调谐滤波器因其全固态的结构而具有较好的力、热特性，同时因其电调谐光谱滤波而具有灵活的光谱选择性能，且具有光谱采样间隔可控，波长扫描快速等优点，非常适应光谱探测对灵活高效的数据获取要求，因此得到越来越多的研究。

AOTF光谱成像探测技术，必须要以较高的光谱分辨率为基础，这就要求声光可调谐滤波器具备窄的光谱带宽。现有的采用单一的声光可调谐滤波器的光谱成像探测技术，其光谱分辨率的大小能够通过设计合适的入射光极角和声光相互作用距离在一定程度上得到控制，但是这种方法对于光谱分辨率的提高程度比较有限，并且调节过程也不灵活。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种基于声光可调谐滤波器的高分辨率光学系统，一方面，在声光晶体的声光作用距离不变的前提下倍增了系统的声光作用距离，另一方面采用声光可调谐滤波器和平面全息衍射光栅联用方式，显著提高了光谱分辨率高。

为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种基于声光可调谐滤波器的高分辨率光学系统，包括混合滤波器单元，混合滤波器单元包括声光可调谐滤波器、第一光学镜片组、平面全息衍射光栅、第二光学镜片组和第三光学镜片组；所述混合滤波器单元内形成使声光可调谐滤波器和平面全息衍射光栅分别发生两次衍射的第一光路和第二光路；

所述第一光路为：入射光束入射声光可调谐滤波器并由声光可调谐滤波器出射第一衍射光束，第一衍射光束入射第一光学镜片组并由第一光学镜片组出射第一出射光束，第一出射光束入射平面全息衍射光栅并由平面全息衍射光栅出射第二衍射光束，第二衍射光束入射第二光学镜片组并由第二光学镜片组出射第二出射光束；

所述第二光路为：第二出射光束入射平面全息衍射光栅并由平面全息衍射光栅出射第三衍射光束，第三衍射光束入射第三光学镜片组并由第三光学镜片组出射第三出射光束，第三出射光束入射声光可调谐滤波器并由声光可调谐滤波器出射第四衍射光束。

优选的，所述第一光学镜片组包括准直聚焦镜组，第一出射光束为平行光束。

优选的，所述第二光学镜片组包括对第二衍射光束进行准直和聚焦处理的反射镜组。

优选的，所述第三光学镜片组包括整形聚焦镜组和转折镜，第三衍射光束依次经过整形聚焦镜组、转折镜并由转折镜出射第三出射光束，第三出射光束入射声光可调谐滤波器。