圖 1. 單晶體材料實物圖

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)中傳播時對入射到傳播介質(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源組成。當輸入一定頻率 的射頻信號時，AOTF 會對入射多色光進行衍射，從中選出波長為λ的單色光。單色光的波 長λ與射頻頻率 f 有一一對應(yīng)的關(guān)系，只要通過電信號的調(diào)諧即可快速、隨機改變輸出光的 波長，見圖 2。

2．聲光可調(diào)濾光器（AOTF）的技術(shù)優(yōu)勢

AOTF 作為分光系統(tǒng)，被譽為“90 年代近紅外光譜儀最突出的進展”，是目前為止最先進 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)場合進行安 裝應(yīng)用。

2???? 精度高，采用雙光路設(shè)計，極大提高儀器的抗干擾能力

3???? 分辨率高，可以達到 1nm。

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

5???? 波長穩(wěn)定性好 — 長時間不超過 0.01nm。能夠在線長時間連續(xù)工作。

6???? 信號能量大。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，無移動部件，抗震性能好，光譜儀光學部件采用全密封設(shè)計，

不受環(huán)境影響（如溫度、濕度、粉塵等），儀器工作穩(wěn)定。

8???? 由于采用電子信號控制掃描，波長切換快，重現(xiàn)性好，程序化的波長控制，滿足了實時

快速檢測的需要。

9???? 掃描范圍廣，可實現(xiàn)全光譜掃描。還可以在掃描范圍內(nèi)任意選定一組波長掃描，而不必

進行全譜掃描，對于固定的工業(yè)應(yīng)用對象，可以大大節(jié)省測量時間。

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際年上對 AOTF 的評價是：聲光可調(diào)近紅外光譜儀，整個 ?儀器系統(tǒng)無移動部件，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 以上特點使得 AOTF 技術(shù)非常適合在線以及現(xiàn)場應(yīng)用的要求，為實現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量各種形式

的在線檢測提供了可能。