一種基于壓電陶瓷驅動的F-P可調諧濾波器的研制.pdf

1、隨著Fabry-Perot可調諧濾波器的設計、制備技術的發(fā)展,其在光譜分析、尤其是超光譜成像中得到越來越多的應用。本論文提出了一種以壓電陶瓷作為微位移驅動器、基于DSP驅動控制單元的F-P可調諧濾波器系統(tǒng),結合自行設計的具有布拉格結構的增反膜系,實現(xiàn)3～5μm波段的光學濾波。采用邁克爾遜干涉法和傅里葉紅外光譜測試儀對該系統(tǒng)的調諧性能和膜系的透過率進行了測試。測試結果顯示,該F-P濾波器系統(tǒng)能夠較好的實現(xiàn)光學濾波,證明了壓電陶瓷驅動器、驅

2、動控制電路、膜系結構設計的正確性。
　　論文的主要工作如下:
　　(1)從F-P濾波器的基本原理出發(fā),介紹了可調諧F-P濾波器的系統(tǒng)結構。主要介紹了系統(tǒng)的工作原理,分析了系統(tǒng)的負載特性以及壓電陶瓷驅動器的位移放大機構的驅動電壓和輸出位移關系。
　　(2)系統(tǒng)驅動電路設計。主要包括基于DSP的控制電路模塊和基于PA12A的高壓放大電路模塊。
　　(3)系統(tǒng)光學薄膜設計。采用TFCalc光學薄膜設計軟件,設計了3～5

3、μm波段的增透、增反膜。從器件的透過率特性、器件掃描特性、入射角度對器件性能影響等方面進行了分析,采用初始中心波長偏移法進一步提高了系統(tǒng)的光能透過率。
　　(4)根據(jù)濾波器系統(tǒng)的機械結構設計和驅動電路設計,搭建系統(tǒng)。對驅動電路的電壓輸出特性進行了測試,用邁克爾遜干涉法對壓電陶瓷的驅動電壓-輸出位移特性進行了測試,同時對濾波器系統(tǒng)的機械性能進行了測試,分析系統(tǒng)存在的問題,提出系統(tǒng)的改進方案,最后用傅里葉紅外光譜測試儀對腔長為2μm,