一種基于壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)的F-P可調(diào)諧濾波器的研制.pdf

1、隨著Fabry-Perot可調(diào)諧濾波器的設(shè)計(jì)、制備技術(shù)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(yīng)用。本論文提出了一種以壓電陶瓷作為微位移驅(qū)動(dòng)器、基于DSP驅(qū)動(dòng)控制單元的F-P可調(diào)諧濾波器系統(tǒng),結(jié)合自行設(shè)計(jì)的具有布拉格結(jié)構(gòu)的增反膜系,實(shí)現(xiàn)3～5μm波段的光學(xué)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(diào)諧性能和膜系的透過率進(jìn)行了測試。測試結(jié)果顯示,該F-P濾波器系統(tǒng)能夠較好的實(shí)現(xiàn)光學(xué)濾波,證明了壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器、驅(qū)

2、動(dòng)控制電路、膜系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(diào)諧F-P濾波器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。主要介紹了系統(tǒng)的工作原理,分析了系統(tǒng)的負(fù)載特性以及壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器的位移放大機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)電壓和輸出位移關(guān)系。
　　(2)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)。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(xué)薄膜設(shè)計(jì)。采用TFCalc光學(xué)薄膜設(shè)計(jì)軟件,設(shè)計(jì)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(jìn)行了分析,采用初始中心波長偏移法進(jìn)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(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì),搭建系統(tǒng)。對驅(qū)動(dòng)電路的電壓輸出特性進(jìn)行了測試,用邁克爾遜干涉法對壓電陶瓷的驅(qū)動(dòng)電壓-輸出位移特性進(jìn)行了測試,同時(shí)對濾波器系統(tǒng)的機(jī)械性能進(jìn)行了測試,分析系統(tǒng)存在的問題,提出系統(tǒng)的改進(jìn)方案,最后用傅里葉紅外光譜測試儀對腔長為2μm,