为了解决传统声光可调谐滤光器(AOTF)成像模糊的缺点,设计了一种新的AOTF.该器件通过在传统的AOTF的出射孔后面放置一个自行设计的等边色散棱镜来实现对衍射光的色散展宽进行补偿,明显地提高了成像的对比度和空间分辨率.将此器件附加在传统光学显微镜上,获得了一种新型的光谱显微成像仪器.其光谱分辨率在575nm波长处为4.2nm、成像空间分辨率为2μm、图像采集速度为毫秒量级.为基于AOTF的光谱成像技术在生物医学等领域的更广泛的应用奠定了基础.

旁瓣是声光可调谐滤光器的重要性能指标.根据在声光相互作用通道上,声强分布不同,其旁瓣特性将不同,因此可通过改变换能器的形状来改变声强分布.先定量计算了不同形状换能器产生的声强,并根据计算设计了不同形状换能器的声光可调谐滤光器,然后通过实验得到它们的光学特性曲线,实验结果表明,改变换能器形状可以抑制旁瓣(即切趾).

研究了基于声光可调谐滤光器(AOTF)分光原理的成分含量近红外检测技术及其系统组成,重点讨论了采用新颖的光电结合的调制方法提高衍射光的分离纯度和效率,以提高系统的光谱信噪比和光谱分辨率.同时文中介绍了近红外检测技术中不可分割的软件部分--化学计量学建模方法.最后通过对牛奶主要成分含量的实际测量验证了测量方法的有效性,实验结果表明,测量时间为30秒/样品,各成分含量的测量精度和重复性误差均能满足牛奶主要成分的实际测量要求.

概述了声光可调谐滤光器(AOTF)的基本色散原理,详细介绍了以AOTF为色散元件的红外光谱测量系统的组成以及采用聚苯乙烯作样品的测量结果.文中对准直发射系统、聚焦接收系统的设计进行了详细分析并提出工作距离的概念和设计要求,与此同时对直接数字频率合成器(DDS)的使用以及DDS与数字信号处理器(DSP)之间的接口设计进行了介绍.理论和实验表明,以AOTF色散元件的红外光谱测量系统结构简单,测量速度快,可广泛应用于在线光谱分析场合,本系统光谱测量范围为2.5～5.0 μm,光谱分辨率为10 nm.