专利名称：一种具有图像漂移补偿的aotf光学系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种AOTF光学系统，具体涉及一种具有图像漂移补偿的非共线 声光可调谐滤波器AOTF光学系统。
背景技术：
非共线型声光可调谐滤波器分光原理如图1所示，射频驱动信号通过电声换能器后转化为相应频率的超声波信号，通 过单轴双折射晶体后形成衍射光栅，在另一端被吸收器吸收。白光入射单轴双折射晶体后，符合声光互作用条件的波长成分发生布拉格衍射， 而其余波长成分不变。由于晶体的双折射作用，衍射光分为两束，即+1级和-1级衍射光， 非衍射光定义为0级，各级出射光的相对位置如图1所示。发生衍射后输出的光波长由超声波频率确定，超声波频率与光波数间为线性关 系。非共线声光可调谐滤波器AOTF可以把宽波段光束调谐为一个窄波段，所以成像只发生 在特定的波段。但是，非共线声光可调谐滤波器AOTF波长调谐时，衍射角会随波长的变化 而变化，造成同一目标不同谱段的图像发生相对偏移，从而不能有效利用面阵CCD的每个 像元并影响数据立方体重构。由于声光晶体固有的色散引起衍射光漂移，在成像中会造成图像的漂移现象，这 对成像应用造成很大的障碍。以往文献中报导的在TE02晶体出射面加楔角补偿的楔角补 偿都只能补偿一路，只能适用于偏振光入射的情况，其是采用旋转平面反射镜的方案。本文 提出的方法与以往采用旋转平面反射镜的方案相比，完全实现了非共线声光可调谐滤波器 AOTF全固体部件的特性。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种具有图像漂移补偿的AOTF光学系统，其完全实 现了非共线声光可调谐滤波器AOTF全固体部件的特性，较好地解决了图像漂移补偿的技 术问题。本实用新型的技术解决方案是一种具有图像漂移补偿的AOTF光学系统，包括位于光路方向上的物镜，目镜， TE02晶体，经射频信号加到换能器上激励出声波并射入TE02晶体满足声光互作用条件的 波长发生布拉格衍射从TE02晶体中并以一定的衍射角衍射出来的+1级光路以及-1级光 路，位于+1级光路以及-1级光路上的收集镜，其特殊之处在于还包括所述+1级光路以及-1级光路进入收集镜前位于收集镜 前端的能校正TE02晶体外的衍射光漂移的组合光楔。上述组合光楔为两片普通的楔形光学玻璃粘结而成。上述物镜与目镜组成一个无焦准直系统；当无穷远来的平行光进入物镜，经过目 镜后出射平行光。[0013]上述通过+1级光路以及-1级光路里加入组合光楔，可实现在可见光到近红外的 工作波段范围内图像漂移在一个像元以内。上述收集镜包括CXD焦平面，整个光学系统成像于CXD焦平面上。本实用新型的优点在于通过在+1级及-1级衍射光路里加入组合光楔，可以实现在可见光到近红外的工 作波段范围内图像漂移在一个像元以内。这样对于后期的图像采集配准识别来说非常有 利，不需要调整CXD来接收图像，而且同时还可获得同一目标的两个正交方向的偏振图像。
图1为非共线型声光可调谐滤波器分光原理图；图2为本实用新型光学系统结构示意图；图3为组合光楔结构示意图。附图标号说明1-物镜，2-目镜，3-TE02晶体，4_+1级光路，5—1级光路，6_收集 镜，7-组合光楔。
具体实施方式
参见图2，一种具有图像漂移补偿的AOTF光学系统，包括位于光路方向上的物镜 1，目镜2，TE02晶体3，经射频信号加到换能器上激励出声波并射入TE02晶体3满足声光 互作用条件的波长发生布拉格衍射从TE02晶体3中并以一定的衍射角衍射出来的+1级光 路4以及-1级光路5，位于+1级光路4以及-1级光路5上的收集镜6。还包括所述+1级光路4以及-1级光路5进入收集镜6前，位于收集镜6前端的 能校正TE02晶体3外的衍射光漂移的组合光楔7。我们通过在+1级光路4与-1级光路5中分别加入适当组合光楔的方法来校正 TE02晶体3外的衍射光漂移。根据本实用新型的方法，设计了一种全固体部件并同时得到两个正交偏振光图像 的光学系统装置无穷远来的平行光进入望远镜的物镜1，经过目镜2后出射平行光，这就 是说前面的系统是一个无焦准直系统。系统的孔径光阑位于物镜1系统中，通过物镜1和 目镜2把孔径光阑的像成在TE02晶体3的中间。平行光进入TE02晶体3后同时射频信号 加到换能器上时，激励出声波并射入TE02晶体3，这时满足声光互作用条件的波长发生布 拉格衍射从TE02晶体3中并以一定的衍射角衍射出来，经过组合光楔后经由收集镜6成像 于C⑶焦平面上。组合光楔如下图3所示，采用两片普通的楔形光学玻璃粘结而成，采用普通的光 学玻璃组合来校正由TE02晶体3固有的色散引起衍射光的高阶漂移色散引起的图像漂移。通过在+1级光路4及-1级光路5里加入组合光楔，可以实现在可见光到近红外的 工作波段范围内图像漂移在一个像元以内。这样对于后期的图像采集配准识别来说非常有 利，不需要调整CXD来接收图像，而且同时还可获得同一目标的两个正交方向的偏振图像。
权利要求一种具有图像漂移补偿的AOTF光学系统，包括位于光路方向上的物镜(1)，目镜(2)，TEO2晶体(3)，经射频信号加到换能器上激励出声波，并射入TEO2晶体(3)满足声光互作用条件的波长发生布拉格衍射，波长发生布拉格衍射后从TEO2晶体(3)以一定的衍射角衍射出来+1级光路(4)以及 1级光路(5)，以及位于+1级光路(4)以及 1级光路(5)上的收集镜(6)，其特征在于所述光学系统还包括在+1级光路(4)以及 1级光路(5)进入收集镜(6)前，位于收集镜(6)前端的能校正TEO2晶体(3)外的衍射光漂移的组合光楔(7)。
2.根据权利要求2所述具有图像漂移补偿的AOTF光学系统，其特征在于所述组合光 楔(7)为两片普通的楔形光学玻璃粘结而成。
3.根据权利要求1或2所述具有图像漂移补偿的AOTF光学系统，其特征在于所述物 镜(1)与目镜(2)组成一个无焦准直系统。
4.根据权利要求3所述具有图像漂移补偿的AOTF光学系统，其特征在于所述通过+1 级光路(4)以及-1级光路(5)里加入有组合光楔。
5.根据权利要求4所述具有图像漂移补偿的AOTF光学系统，其特征在于所述收集镜 (6)包括C⑶焦平面，整个光学系统成像于C⑶焦平面上。
专利摘要一种具有图像漂移补偿的AOTF光学系统，包括位于光路方向上的物镜，目镜，TEO2晶体，经射频信号加到换能器上激励出声波并射入TEO2晶体满足声光互作用条件的波长发生布拉格衍射从TEO2晶体中并以一定的衍射角衍射出来的+1级光路以及-1级光路，位于+1级光路以及-1级光路上的收集镜，还包括所述+1级光路以及-1级光路进入收集镜前位于收集镜前端的能校正TEO2晶体外的衍射光漂移的组合光楔。本实用新型完全实现了非共线声光可调谐滤波器AOTF全固体部件的特性，较好地解决了图像漂移补偿的技术问题。
文档编号G02B27/00GK201681208SQ200920245698
公开日2010年12月22日 申请日期2009年12月10日 优先权日2009年12月10日
发明者常凌颖, 杨建峰, 汶德胜, 薛彬, 赵葆常, 邱跃洪, 马小龙 申请人:中国科学院西安光学精密机械研究所