1 北京航空航天大学 仪器科学与光电工程学院 “精密光机电一体化技术”教育部重点实验室，北京 100191
2 北京航空航天大学 人工智能研究院，北京 100191
3 北京航空航天大学 “空天光学-微波一体化精准智能感知”工业和信息化部重点实验室，北京 100191
针对基于中红外声光可调谐滤波器（Acousto-Optic Tunable Filter, AOTF）的光谱成像系统观测运动目标过程存在光谱数据漂移问题，提出了一种基于声光互作用的在线光谱校准方法。根据目标光谱成像位置与驱动频率，构建了逆向光线追迹模型，从而实现了光谱数据的在线校准，满足运动目标探测的实时性要求。该方法能为后续目标检测、识别与跟踪提供稳定且精确的光谱数据立方体。在实验验证方面，利用设计研制的平行光入射的中红外AOTF光谱探测系统，以黑体与中红外滤波片组合作为目标光源，对光谱校准模型开展实验验证。最终实验结果表明，针对位于不同视场处的模拟运动目标，校正后的光谱漂移相对误差均优于4.45%，有利于提升对运动目标光谱探测的应用能力。
声光可调谐滤波器 光谱校准 光线追迹 动目标 光谱探测 acousto-optic tunable filter spectral calibration ray tracing moving targets spectrum detection 红外与激光工程
2023, 52(12): 20230291
该文介绍了声光可调滤光器器件及器件中的关键材料——声光介质氧化碲晶体与换能器铌酸锂晶体的辐照特性。辐照实验采用中子辐照(中子注量1.5×1012 n/cm2@1MEV等效电子)和电离辐照(总剂量6×103 Gy(Si))。采用高分辨X线衍射(HRXRD)分析了氧化碲与铌酸锂晶体，分析显示辐照前后两种晶体的X线衍射峰无变化，表明它们的晶格常数无变化，但其摇摆曲线变宽，表明它们吸收的辐照能量使晶体内部应力增大。采用阻抗分析仪测试了辐照前后铌酸锂的机电耦合系数，测试表明辐照使机电耦合系数降低了约1%。采用1 064 nm等4种波长的激光测试了声光可调滤光器器件的滤光功能和衍射效率，测试表明滤光功能正常，辐照使衍射效率下降了约2%。因此，辐照对声光可调滤光器影响较小，适合辐照条件下的深空探测。
声光可调滤光器 辐照特性 中子 电离 衍射效率 acousto-optic tunable filter irradiation characteristics neutron ionizing diffraction efficiency
中国电子科技集团公司 第二十六研究所,重庆 400060
该文介绍了一种双波段大孔径角声光可调滤光器的设计方法和测试结果。该滤光器具有同时滤出可见光与中波的功能，其高频段滤出可见光(450~750 nm)，低频段滤出中波(3 000~4 500 nm)。滤光器采用氧化碲晶体作为声光介质材料，入射极角取20°，可见光波段的超声极角取98.55°，中波波段的超声极角取99.65°，在可见波段互作用长度为3 mm、中波波段互作用长度为23.1 mm时，可见光与中波波段同时获得了大于6°的孔径角。
声光可调滤光器 光波长 氧化碲 孔径角 互作用长度 acousto-optic tunable filter optical wavelength tellurium dioxide aperture angle interaction lengths
为满足液晶可调谐滤波器（Liquid Crystal Tunable Filter，LCTF）滤波性能和多参数优化的需求，本文提出了一种基于人工免疫算法（Immune Algorithm，IA）的里奥（Lyot）型LCTF优化设计方法。该方法以Lyot型LCTF的光透过率、透射主峰的半高宽（Full Width at Half Maximum，FWHM）、截止区旁瓣抑制（Side Lobe Suppression，SLS）等滤波器基本光谱性能指标为评价函数，基于特定评价函数约束下的全局寻找LCTF最佳液晶盒厚度和驱动电压配置参数组合进行优化设计。仿真结果表明，IA算法优化后的LCTF与传统Lyot型LCTF相比，旁瓣抑制效果提升了73.42%，整体滤波效果提升了13.90%，同时用可调控评价函数权重来实现滤波器性能的智能调控以满足不同应用场景需求。该设计方法可避免传统滤波器对器件厚度线性精度的严重依赖，不仅在液盒厚度、级数选择上更加灵活，可改善光谱响应时间和光透过率，而且省略了繁琐的实验调试工作量，具有一定的研发高效性、实用性以及经济性。
液晶 里奥型滤波器 人工免疫算法 优化设计 智能调控 liquid crystal Lyot tunable filter artificial immune algorithm optimal design intelligent regulation
北京交通大学 光波技术研究所全光网络与现代通信网教育部重点实验室，北京 100044
光学滤波器应用广泛，在许多应用中至关重要，包括光通信、光谱学、电子学和光学传感器等领域。而基于受激布里渊散射（SBS）效应的微波光子滤波器（MPF）不仅具有低阈值和高增益等优点，而且还具有可重构和可调谐的特性。文章将其应用在光谱分析中，利用该滤波器的可调谐性，使其扫描整个待测信号的光谱，就能对待检测光谱的不同频率成份进行分时提取检测。通过设置该滤波器泵浦支路中扫频激光器的中心频率，在泵浦激发产生SBS效应后，用光谱分析仪测出滤波器每次的输出功率，从而分析得出待测信号的光谱。研究结果表明，随着泵浦功率的增加，滤波器的增益和带外抑制比（OOBR）先逐渐增高，然后降低，拐点在泵浦功率为5 dBm左右，且滤波器的动态范围为-35～-20 dBm。
光谱分析 微波光子滤波器 受激布里渊散射 可调谐滤波器 spectral analysis MPF SBS tunable filter
1 北京航空航天大学 仪器科学与光电工程学院，北京 100191
2 北京航空航天大学 “精密光机电一体化技术”教育部重点实验室，北京 100191
针对AOTF成像光谱仪的光谱图像退化程度难以定量化评价的问题，提出了包含后楔角影响的AOTF器件调制传递函数（MTF）定量计算方法。该方法通过建立AOTF的光谱-空间维响应模型获取AOTF器件的线扩散函数(LSF)，然后通过线扩散函数傅里叶变换得到理论MTF。在验证实验中，截止频率内的MTF理论值与实测值相对偏差小于15%，可以为AOTF的像质评估提供理论依据。进而，通过该定量计算方法讨论不同AOTF后楔角对光谱图像像质的影响。通过仿真分析得出，AOTF的后楔角难以同时满足横向色差校正与图像退化抑制，需要根据实际应用对于空间分辨率以及横向色差的要求进行取舍。所以，针对AOTF不同后楔角进行光谱图像像质的定量分析对于评估AOTF光谱图像像质具有重要意义，为AOTF器件设计提供了理论依据。
声光可调谐滤波器 后楔角 光谱成像 acousto-optic tunable filter rear cut angle spectral imaging 红外与激光工程
2022, 51(7): 20210590
中国西南电子技术研究所, 四川 成都 610036
该文基于金丝键合工艺和薄膜工艺, 实现了一种低插损、小型化毫米波调谐微带滤波器。首先提出了一种加载矩形孔的半波长开路可调谐振器, 通过在不同矩形孔上键合金丝来改变谐振器的等效电感值, 从而改变谐振频率。然后利用所提出的可调谐振器实现了一种Ka频段五阶调谐带通滤波器, 通过改变键合金丝状态来调谐频率, 实现仿真和实测结果之间的偏差修正, 解决了在毫米波频段由于介电常数批次性差异以及加工误差等因素造成的窄带滤波器频率偏移的问题。为了验证其可行性, 对五阶调谐微带滤波器进行仿真、优化、加工及测试。结果表明, 该滤波器的通带可调范围为35.35~35.95 GHz, 插入损耗小于4.6 dB, 能够实现所需通带。
调谐滤波器 毫米波 金丝键合 薄膜滤波器 tunable filter milimeter-wave gold-wire bonding thin film filter
南宁师范大学物理与电子学院，广西 南宁 530299
红外光谱检测是一种可靠稳定的分析方法，微机电系统（MEMS）法布里-珀罗（F-P）可调谐滤波器是红外光谱仪、手机摄像头、便携式高光谱成像仪和遥感仪等仪器的核心器件。传统红外分析系统和光谱仪的体积大、功耗高且价格昂贵，很难应用到小型化器件中。相比传统类型的滤波器，MEMS F-P可调谐滤波器具有尺寸小、分辨率高、易于集成和功耗低等优势。综述了近年来MEMS F-P可调谐滤波器在国内外的研究进展，讨论了其波长调谐范围、光谱分辨率、孔径大小以及制造的复杂性和成本等，并展望了MEMS F-P滤波器未来的发展趋势和应用前景，为MEMS F-P可调谐滤波器的研究提供了参考。
光学器件 微机电系统 法布里-珀罗腔 可调谐滤波器 红外 激光与光电子学进展
2022, 59(11): 1100005
