? ? ? ? ? ??

圖 1. 單晶體材料實(shí)物圖 ? ? ? ? ? ? ? ? ? 圖 2.AOTF 分光原理結(jié)構(gòu)示意圖

1． 聲光可調(diào)濾光器（AOTF）的原理及結(jié)構(gòu)示意圖

聲光可調(diào)諧濾光器（Acousto-optic tunable filter，簡(jiǎn)稱 AOTF）是一種電光調(diào)制器 件。其工作原理主要是利用了聲波在各向異性介質(zhì)中傳播時(shí)對(duì)入射到傳播介質(zhì)中的光的布拉 格衍射作用。聲光可調(diào)諧濾光器由單軸雙折射晶體（見(jiàn)圖 1,通常采用的材料為 TeO2），粘合 在單軸晶體一側(cè)的壓電換能器，以及作用于壓電換能器的高頻信號(hào)源組成。當(dāng)輸入一定頻率 的射頻信號(hào)時(shí)，AOTF 會(huì)對(duì)入射多色光進(jìn)行衍射，從中選出波長(zhǎng)為λ的單色光。單色光的波 長(zhǎng)λ與射頻頻率 f 有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，只要通過(guò)電信號(hào)的調(diào)諧即可快速、隨機(jī)改變輸出光的 波長(zhǎng)，見(jiàn)圖 2。

2．聲光可調(diào)濾光器（AOTF）的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

AOTF 作為分光系統(tǒng)，被譽(yù)為“90 年代近紅外光譜儀最突出的進(jìn)展”，是目前為止最先進(jìn) 的近紅外技術(shù)。以 AOTF 作分光元件的光譜儀與傳統(tǒng)基于機(jī)械調(diào)諧分光元件的光譜儀（如傅 立葉變換光譜儀）相比具有明顯的優(yōu)越性：

1???? AOTF 濾光器體積小、重量輕，可以做到光譜儀器的小型化。方便在各種工業(yè)場(chǎng)合進(jìn)行安 裝應(yīng)用。

2???? 精度高，采用雙光路設(shè)計(jì)，極大提高儀器的抗干擾能力

3???? 分辨率高，可以達(dá)到 1nm。

4???? 掃描速度快 — 16000 波長(zhǎng)點(diǎn)/秒，即每秒鐘可以掃描得到 32 張光譜圖。

5???? 波長(zhǎng)穩(wěn)定性好 — 長(zhǎng)時(shí)間不超過(guò) 0.01nm。能夠在線長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作。

6???? 信號(hào)能量大。信噪比高，通常比傅立葉型儀器高 10~100 倍。

7???? AOTF 為全固態(tài)分光器件，無(wú)移動(dòng)部件，抗震性能好，光譜儀光學(xué)部件采用全密封設(shè)計(jì)，不受環(huán)境影響（如溫度、 ? ? ?? 濕度、粉塵等），儀器工作穩(wěn)定。

8???? 由于采用電子信號(hào)控制掃描，波長(zhǎng)切換快，重現(xiàn)性好，程序化的波長(zhǎng)控制，滿足了實(shí)時(shí)快速檢測(cè)的需要。

9???? 掃描范圍廣，可實(shí)現(xiàn)全光譜掃描。還可以在掃描范圍內(nèi)任意選定一組波長(zhǎng)掃描，而不必進(jìn)行全譜掃描，對(duì)于固定 ? 的工業(yè)應(yīng)用對(duì)象，可以大大節(jié)省測(cè)量時(shí)間。

10?? 建立模型速度快。模型的移植性好（可以很方便地在不同儀器間轉(zhuǎn)移）。

11??? 2005 年第十二屆近紅外光譜國(guó)際年上對(duì) AOTF 的評(píng)價(jià)是：聲光可調(diào)近紅外光譜儀，整個(gè) 儀器系統(tǒng)無(wú)移動(dòng)部件，掃描速度快，具有很好的儀器穩(wěn)定性，特別適用于在線分析 以上特點(diǎn)使得 AOTF 技術(shù)非常適合在線以及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的要求，為實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量各種形式的在線檢測(cè)提供了可能。