一種可實現任意光譜透過率的可編程濾光片的製作方法

2023-05-23 07:33:31

本發明屬於光學領域，涉及一種可實現任意光譜透過率的可編程濾光片。

背景技術：

現有的濾光片切換系統主要有濾光片轉輪和可調諧濾光器兩種。

濾光片轉輪主要通過機械方式控制不同濾光片的切換，實現不同的光譜透過率。其缺點為濾光片數量有限，濾光片一旦安裝後光譜透過率即固定，且商用濾光片無法實現任意的光譜透過率。

可調諧濾光器主要分為兩種，分別為液晶可調諧濾光片(lctf)和聲光可調諧濾光片(aotf)。目前由於可調諧濾光器晶體的生產成本過高造成可調諧濾光器售價普遍偏高；此外，其光譜透過率雖然可調節，但無法實現任意的光譜透過率。

現有技術的主要缺點：

(1)濾光片切換速率較慢：現有的大部分濾光片切換系統是機械方式控制切換濾光片，切換速率較慢。

(2)濾光片光譜透過率固定：現有的濾光片切換主要通過機械方式切換透過率不同的濾光片以實現不同光譜透光率濾光片的選取，由於商用濾光片的透光率固定，所以不能實現任意透光率濾光。

技術實現要素：

針對以上現有技術中存在的不足，為了實現簡單快速地切換不同透過率的濾光片，本發明提供了一種可實現任意光譜透過率的可編程濾光片。

本發明的具體技術方案為：一種可實現任意光譜透過率的可編程濾光片，包括入射模塊、控制模塊和出射模塊；其中，入射模塊包括光柵a和透鏡，控制模塊包括數字微鏡器件或空間光調製器以及相關控制板、電源等，出射模塊包括光柵b；光柵a與光柵b並排設置於透鏡一側焦平面上，與透鏡的距離為該透鏡的焦距長度；數字微鏡器件或空間光調製器設置於透鏡另一側焦平面上，其與透鏡的距離為該透鏡的焦距長度；入射光通過光柵a分光，再通過透鏡令相同波長的光匯聚到數字微鏡器件或空間光調製器的同一像素點上，通過控制數字微鏡器件或空間光調製器上各像素點的微鏡片反射指定波長的光，通過透鏡再通過光柵b，形成指定波長及帶寬的平行光束。

進一步地，所述數字微鏡器件可控制不同位置各個微鏡片的角度，其二進位模式速率最大為32khz；空間光調製器可控制不同像素點的反射率，其幀頻最大為180hz。因此可以任意且快速調節光譜透過率。

本發明的有益效果為，通過控制可編程濾光片可實現以下幾個功能：①快速光譜透過率切換；②實現任意的光譜透過率；③光快門功能。本發明通過可編程的濾光片來實現任意光譜透過率的濾光片，切換速度快且操作簡單，可通過編程來控制光譜透過率及光輻射量。

附圖說明

圖1是本發明的光路設計圖；

圖中：1入射光；2光柵a；3透鏡；4數字微鏡器件或空間光調製器；5光柵b；6指定波長及帶寬的光。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的具體實施做詳細說明。

實施例1

本發明的光路設計圖如圖1所示，可實現任意光譜透過率的可編程濾光片，主要由光柵a2、光柵b5、透鏡3及數字微鏡器件或空間光調製器4組成。其中，光柵a與光柵b並排設置於透鏡3一側焦平面上，與透鏡3的距離為該透鏡3的焦距長度；數字微鏡器件或空間光調製器設置於透鏡3另一側焦平面上，其與透鏡3的距離為該透鏡的焦距長度。將入射光1白光束經光柵a分光並通過透鏡3後，源自相同波長的光匯聚到數字微鏡器件的同一微鏡片或空間光調製器的同一像素點上，通過控制器控制數字微鏡器件的微鏡片或空間光調製器上各像素點反射指定波長的光，可反射指定波長的光通過透鏡3並成像到光柵b上。由於光路的可逆性，指定波長的光通過光柵b後形成平行束。因此，數字微鏡器件或空間光調製器與光柵的組合本質上等同於實現任意光譜透過率的濾光片。數字微鏡器件可控制不同位置各個微鏡片的角度，其二進位模式速率最大為32khz；空間光調製器可控制不同像素點的反射率，其幀頻最大為180hz。因此通過控制可編程濾光片可實現以下幾個功能：①快速光譜透過率切換；②實現任意的光譜透過率；③光快門功能。本發明通過可編程的濾光片來實現任意光譜透過率的濾光片，切換速度快且操作簡單，可通過編程來控制光譜透過率及光輻射量。