宽带声光可调谐光谱仪的研究

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1、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；Dlld,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，

2、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

3、换能器所进行的研究。关键词：集成光学声光可调谐滤波器近红外光谱仪叉指换能器ABSTRACTAsupdateproductoftraditionalspectrometer,basedonanintegratedopticalacousto—optictunablefilter(IAOTF)hasdrawcomn30nconcernofpeoplevery．AOTFisthewave—divideddevicethatapplyacousto—opticdiffractionprinciple，ad

4、optedbodystructureofdevicemostlyinitialstage．Atthefoundationofbodydevice，Weadoptintegratedopticscrafttomakeintegratedopticalacousto。optictunablefilter(IAOTF)．ComparedwiththebodydeviceofAOTF,thestructureofIAOTFismorecompact，thevolumeismorecabinet，thedi

5、ffractionefficiencycancloseto100％，thebandwidthisnarrower，andcanreducenecessaryRFpowergreatly,Onthisbasis，wedevelopakindofnearinfraredspectrometerbasedonIAOTFforthefirsttime．Itisakindofthewholesoliddevicewithoutanymechanicaldriveandregulatingorganizati

6、on，Comparedwithtraditionalspectrometer,thiskindofspectrometerhasalotofadvantages，suchas：electronictuningwithafastspectrumscanrate，easyforrepeatablemeasurement，etc．Inthepaperthechapteronediscussthedistributionofrefractionrateandmodefieldintitaniumsprea

7、dwaveguide，Theprincipleofusingbeampropagatemethod(BPM)tocalculatethedistributionofmodefeldintitaniumspreadwaveguidehavebeendonecarefullyexhaustiveexposition；Thechaptertwointroducethedesignandmeasurementofthecorecomponentofspectrometerindetail；Tilechap

8、terthreedesignthebasicstructureofsinglegradeofintegratedAOTFspectrometer,andcarryondetailedanalysistovariouskindsofcharacteristicsofthespectrometer,thenprovidetunableexperimentoftherealinstrumentandtheresultofspectrummeasure，atlastrecommendthe