本发明专利技术提供一种光可调谐滤波装置，包括沿着光路依次设置的用于分光的三棱镜和光选择器，所述光选择器的通光区域的位置和大小可调，所述光选择器用于从经过三棱镜投射到光选择器的光谱中选择出所需要波长的光。本发明专利技术能够实现连续的大范围波长可调谐滤波，稳定性好，易于操作，占用时间少；能够对较大口径的白光进行可调谐滤波，极大地拓展了可调谐滤波的应用范围。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光电子及激光
，具体地说，本专利技术涉及。
技术介绍
在激光技术中，有时需要对入射光源进行选择，透射出单一波长的光，因此出现了一种针对光的可调谐滤波技术，它提供了一种可靠、稳定与快速的对光的波长进行调谐的方法。目前，常用的光可调谐滤波装置是声光可调谐滤波器(即Acousto-optic TunableFilter，简称为A0TF)。声光可调谐滤波器能够在一定波段范围内实现可调谐滤波，然而，其工作波段的范围一般较窄，不同型号的声光可调谐滤波器分别对应于不同的工作波段(例 如工作波段为400nnT700nm或者1200nnTl400nm等)，因此目前的声光可调谐滤波器难以实现连续的大范围波长(例如白光激光器发出的激光的波段是400nnT2400nm)可调谐滤波。当所需要的调谐范围超出，某型声光可调谐滤波器的工作波段时，就需要更换其它型号的声光可调谐滤波器，更换声光可调谐滤波器吋，会带来光路的稳定性及其他问题，常常需要重新对光路进行调试，导致整个过程占用时间较长。另ー方面，声光可调谐滤波器的口径通常较小，一般只能对光纤中的白光进行调谐，这导致它的应用范围受到了极大地限制。因此，当前迫切需要ー种能够实现连续的大范围波长可调谐滤波、口径较大的光可调谐滤波装置和方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供ー种能够实现连续的大范围波长可调谐滤波、口径较大的可调谐滤波装置和方法。根据本专利技术的ー个方面，本专利技术提供了一种光可调谐滤波装置，包括沿着光路依次设置的用于分光的三棱镜和光选择器，所述光选择器的通光区域的位置和大小可调，所述光选择器用于从经过三棱镜投射到光选择器的光谱中选择出所需要波长的光。其中，所述光选择器是液晶空间光调制器，所述液晶空间光调制器中写入黑白图像，所述黑白图像中白色区域对应于所述所需要波长的光在所述液晶空间光调制器上所投射的区域，所述黑白图像中其余部分均为黑色区域。其中，所述三棱镜和所述液晶空间光调制器之间设置起偏器。其中，所述起偏器和所述液晶空间光调制器之间设置左旋45°转子，所述液晶空间光调制器之后设置右旋45°转子。其中，所述起偏器和所述液晶空间光调制器之间设置使光左旋45°的二分之一波片，所述液晶空间光调制器之后设置使光右旋45°的二分之一波片。其中，入射的线偏光与所述二分之一波片的光轴夹角为22. 5°。根据本专利技术的另一方面，提供了一种基于上述光可调谐滤波装置的光可调谐滤波方法，包括下列步骤I)确定所需要波长的光在所述光选择器上所投射的区域的位置；2)将光选择器的通光区域设置为步骤I)所确定的所述所需要波长的光在所述光选择器上所投射的区域；3)使入射光通过所述三棱镜和所述光选择器，得到所述所需要波长的光。其中，所述光选择器是液晶空间光调制器，所述步骤2)包括下列子步骤21)生成黑白图像，所述黑白图像中白色区域对应于所述所需要波长的光在所述液晶空间光调制器上所投射的区域，所述黑白图像的其余部分均为黑色区域；22)将所述黑白图像写入液晶空间光调制器中。其中，所述步骤I)中根据入射的白光的口径a取其边缘处的光线al、a2，基于所需要的波长，分别计算光线al、a2在经过三棱镜的折射后在所述光选择器上所投射的位置 hi、h2，根据hi、h2得出所需要波长的光在光选择器所投射的区域的边缘HI、H2。其中，所述步骤I)中，计算光线在经过三棱镜的折射后在所述光选择器上所投射的位置的方法如下根据所需要的波长，得到相应的光折射率n，进而根据已知的入射光的角度、三棱镜的各个内角的角度，计算出相应的出射光的角度，最后得出该出射光在所述光选择器上所投射的位置h。与现有技术相比，本专利技术具有下列技术效果I、本专利技术能够实现连续的大范围波长可调谐滤波，稳定性好，易于操作，占用时间少。2、本专利技术能够对较大口径的白光进行可调谐滤波，极大地拓展了可调谐滤波的应用范围。3、本专利技术机构简单成本低。附图说明图I示出了本专利技术ー个实施例的光可调谐滤波装置的光路图；图2不出了三棱镜折射原理图；图3示出了口径为a的入射光经过三棱镜后的分光示意图；图4示出了本专利技术ー个实施例中对口径为a的入射光进行第一波长调谐滤波的示意图；图5示出了本专利技术ー个实施例中对口径为a的入射光进行第二波长调谐滤波的示意图。具体实施例方式下面，结合附图和实施例对本专利技术做进ー步地描述。图I示出了根据本专利技术的一个实施例的光可调谐滤波装置的光路，依次包括三棱镜I、起偏器2、左旋45°转子3、液晶空间光调制器4和右旋45°转子5。其中，三棱镜I用于对入射光束进行分光。由于不同顔色的光在介质(如玻璃)中的折射率不同，所以折射角不同，因此，白光经过三棱镜折射后会分解成红橙黄绿青蓝紫等光，实质上就是将不同波长的光从空间上彼此分开。起偏器2可米用偏振分光棱镜(B卩Polarization CubeBeamsplitter，缩写为PBS)或偏振片，用于使光的偏振态为垂直(图I中以0°表示)。左旋45°转子3旋转光的偏振态至45° ,这样光的偏振态与液晶分子长轴成45° ,使液晶空间光调制器的振幅调制达到最大。液晶空间光调制器4用于滤除不需要的波段的光。具体地，可在液晶空间光调制器4中导入黑白图像，其中投射到黑白图像白色区域的光可通过液晶空间光调制器4，而投射到黒白图像黑色区域的光则被屏蔽，由于前级的三棱镜I的分光作用，不同波长的光已在空间上彼此分开，因此，根据所需的波长调整黑白图像的黒白区域，就能够控制不同波长的光通过液晶空间光调制器，从而达到可调谐滤波的效果。光经过液晶空间光调制器后，偏振态被旋转90°，再经过右旋45°转子5后，出射的光偏振态为水平(图I中以90°表示)。另外，根据本专利技术的另ー实施例，上述左旋45°转子和右旋45°转子也可以用两个二分之一波片代替，入射的线偏光与二分之一波片的光轴夹角为22. 5°，同样能够起到使光的偏振态旋转45°的效果。如前文所述，基于上述实施例的光可调谐滤波装置对光波长进行调谐，需要首先得出波长与液晶空间光调制器4中通光区域(即黑白图像的白色区域)的对应关系。在ー个实施例中，所述对应关系可按下述原理计算得出。 图2示出了三棱镜的折射示意图。如图2所示，在四边形AB⑶中，由于BC、DC是法线Z ABC、Z ADC都是直角。四边形的四个内角和是360°，因此Z BAD+Z B⑶=180°，Z BAD是棱镜的顶角，是已知角，ZBCD=180。- Z BAD。同时又有Z DBC+Z BDC+Z BCD=180。，Z BDC= Z BAD- Z DBCZ DBC 就是图 2 中 Θ，Z BDC= Z BAD- Z Θ (I)0由菲涅尔折射定律，sin a =nsin θ , (2)η为光在棱镜中的折射率，α是光线的入射角也是已知的，由上式可以求出Θ。由(I)式也可算出Z BDC。nsin Z BDC=Sin δ (3)δ = Z WDN由(3)可算出δ。!g(/0 = —I-h=tg(y ) XDP (4)其中2 41^是棱镜的底角，角度已知，2 41^=2 01，21011=90°，ZNDM=90° -δμ = Z PDM- Z NDM= Z AMQ-90+ δ (5)将(5)代入(4)即可求得h。在已知需要调谐至的特定波长时，根据该特本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种光可调谐滤波装置，包括沿着光路依次设置的用于分光的三棱镜和光选择器，所述光选择器的通光区域的位置和大小可调，所述光选择器用于从经过三棱镜投射到光选择器的光谱中选择出所需要波长的光。2.根据权利要求I所述的光可调谐滤波装置，其特征在于，所述光选择器是液晶空间光调制器，所述液晶空间光调制器中写入黑白图像，所述黑白图像中白色区域对应于所述所需要波长的光在所述液晶空间光调制器上所投射的区域，所述黑白图像中其余部分均为黒色区域。3.根据权利要求I所述的光可调谐滤波装置，其特征在于，所述三棱镜和所述液晶空间光调制器之间设置起偏器。4.根据权利要求3所述的光可调谐滤波装置，其特征在干，所述起偏器和所述液晶空间光调制器之间设置左旋45°转子，所述液晶空间光调制器之后设置右旋45°转子。5.根据权利要求3所述的光可调谐滤波装置，其特征在于，所述起偏器和所述液晶空间光调制器之间设置使光左旋45°的二分之一波片，所述液晶空间光调制器之后设置使光右旋45°的二分之一波片。6.根据权利要求5所述的光可调谐滤波装置，其特征在于，入射的线偏光与所述二分之一波片的光轴夹角为22.5°。7.ー种基于权利要求I所述的光可调谐滤波装置的光可调谐滤波方法，包括下列步骤 1)确定所需要波长的光在所述光选择...
【专利技术属性】
技术研发人员：邱基斯，樊仲维，唐熊忻，
申请(专利权)人：北京国科世纪激光技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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