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声光可调谐滤波器发展历程

时间:2019-12-04 来源:新特光电 访问量:1006

1922年,Brillouin提出光波会被介质中的传播的声波衍射,这种声音-光相互作用的现象被称为声光作用。1932年,Debye和Sears通过实验,观察到了这种现象。但由于声光互作用引起的光的频率和方向的变化都很小,所以在激光问世以前,它没有多少使用价值,长期以来未受到重视。直到20世纪60年代,随着光学、电子、材料化学的技术发展以及激光的出现和高频压电转换技术的发展,声光互作用现象得到了重视,运用声光互作用原理的器件、设备得到了迅速的提高。今天,基于声光作用原理的声光可调谐滤波器被称为“新一代”单色器,已应用于各个领域。

声光可调谐滤波器由各项异性的声光互作用介质(一般为TeO₂)和键合在其上的换能器构成。换能器将射频(RF)驱动信号转换为超声波振动,传输到互作用介质内的超声波对互作用介质的折射率产生周期性的调制,被调制的互作用介质如同一块相位光栅,起到衍射分光的作用。衍射光的波长是入射光的入射角和超声波的频率的函数,这样,光谱的扫描就可以通过扫描所加的射频信号的频率来实现。按声光互作用介质中超声波与广波的传播方向的关系,声光可调谐滤波器可以分为共线声光可调谐滤波器(CB-AOTF)和非共线声光可调谐滤波器(Non-AOTF)。

声光可调谐滤波器的应用现状

(1)在光纤通信中的作用

声光可调谐滤波器以其独特的调谐特性,不仅能够在光纤通信系统中作为带阻滤波器或带通滤波器,而且也能够实现光频移、光纤放大器的增益平坦、模式转换、光开关、光延迟、光分插复用等功能。

(2)在光纤传感中的应用

由于声光可调谐滤波器是由声光作用下模式之间的耦合形成的滤波器,其谐振波长随着外界因素如温度、折射率等的变化而将发生漂移,因此,通过测量谐振波长的漂移量就能够获得外界因素的变化参量,而且由于系统中声光可调谐滤波器所加载的声波信号为脉冲信号,而脉冲声波信号的时间包含了光纤中声光作用的位置信息,因此,通过调谐脉冲时间便可以对光纤的每个点进行定位,从而实现分布式传感测量。

(3)在光纤激光器中的应用

声光可调谐滤波器不仅具备优良的波长选择特性,能够很好地应用于光纤连续激光器的波长选择和调谐,而且由于其滤波特性是由声光作用硬气的,因此具有独特的声光调制特性,能够横好的应用于光纤调Q激光器和光纤锁模激光器的光脉冲生成。

声光可调谐滤波器是一种电调谐滤波器,具有很宽的光谱通带,很高的电调谐速率以及很好的光谱分辨率,同时声光可调谐滤波器在非临界相位匹配时具有较大得视场角,不需要进行光谱扫描就能对较大视场进行光谱分析,因此可以用于光谱成像系统,并且与传统的光栅成像光谱仪相比具有结构简单、体积小、易于电脑程序控制等优点,具有很好的微型化的前景。

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