本文關(guān)鍵詞：聲光可調(diào)諧濾光器寬帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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【摘要】：聲光可調(diào)諧濾光器(Acousto-optic tunable filter,AOTF)被廣泛用于光譜成像、光譜檢測、物物識(shí)別、遙感等軍事、醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)以及航空航天等領(lǐng)域。它具有非常高的衍射效率、光譜調(diào)諧速率和范圍,通過調(diào)節(jié)外部驅(qū)動(dòng)信號(hào)可以十分方便的進(jìn)行光譜選擇。它主要通過對物體在不同波長下的光譜響應(yīng)特征來分析其位置、成分、狀態(tài)等信息。根據(jù)成像光譜偏振儀系統(tǒng)要求,從AOTF的工作原理出發(fā),設(shè)計(jì)并制作了AOTF寬帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),作為光譜獲取子系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)源。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括射頻信號(hào)源模塊和功率放大模塊。其中射頻信號(hào)源模塊采用直接數(shù)字頻率合成技術(shù)(Direct Digital Synthesizer,DDS),通過單片機(jī)配置DDS的頻率、相位和幅值等內(nèi)部寄存器,最終經(jīng)200MHz低通橢圓濾波器輸出幅值、頻率可調(diào)的射頻信號(hào)。由于本課題中AOTF正常工作需要2W以上的輸出信號(hào),而DDS輸出能力有限,因此需要通過功率放大器進(jìn)行功率放大。功率放大模塊采用兩級(jí)級(jí)聯(lián)的方式,利用ADS2014軟件構(gòu)建仿真環(huán)境和模型,采用集總元件設(shè)計(jì)了適當(dāng)?shù)淖杩蛊ヅ潆娐?并通過實(shí)際調(diào)試后,在輸出匹配端加入傳輸線變壓器,使得功率放大電路在60MHz~200MHz范圍內(nèi)輸出功率達(dá)到2W以上,帶內(nèi)增益平坦度為±1.54d B。最終搭建了AOTF衍射實(shí)驗(yàn)平臺(tái),經(jīng)測試,AOTF的衍射效率在74.4%以上,最高為92.7%,且光譜帶寬優(yōu)于8nm,具有較高的光譜分辨率。本文所設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由于驅(qū)動(dòng)級(jí)無條件穩(wěn)定且內(nèi)部匹配較好,只需完成輸出級(jí)設(shè)計(jì),且匹配采用集總元件進(jìn)行設(shè)計(jì),結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)試方便。不僅滿足了本課題指標(biāo)要求,而且可以為不同性能的AOTF驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)以及AOTF光譜成像應(yīng)用提供了幫助和支持。
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH74

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本文編號(hào)：1149091