技术分享｜玩转NKT多波长滤波器SELECT

设备简介

SELECT是超连续谱光源配套的即插即用的多波长可调滤波器，采用声光可调滤波技术(AOTF)。它可以从超连续谱光源的发射光谱中选择和调谐任意波长，外观如图1所示▼

图1.SELECT滤波器外观

SELECT可以选配不同波长的AOTF晶体，这些晶体可以过滤白光光源发射光谱400到2000纳米的波长。每个滤波器可以配置1-2块AOTF晶体，通过搭配不同波段的晶体，可以满足不同使用人员对波段的不同需求。表1是可选的双晶体组合方式▼

注意：在带宽扩展的情况下，由于SELECT中的二色反射，会使波段间出现间隙，原有的波段会有一定损失。

控制软件介绍

打开control软件，点击连接按钮后，软件自动识别出系统中连接的设备，并在左侧设备列表中显示，选中SELECT设备后，可以看到控制面板中出现通道选择部分和光谱示意图，界面信息见图2，图3所示▼

图2.control控制软件完整界面

图3.control控制软件操作界面

共有8个通道可供选择打开或者关闭，鼠标在数字上点击，数字变成绿色就是打开了此通道，可以单通道使用，也可以多通道同时输出使用。第一栏百分比数值指的是RF驱动功率的百分比，第二栏是选择的输出波长，可以键盘输入，也可以直接在光谱图上拖动带有数字的滑块进行功率和波长的设置。如图4所示▼

图4.波长设置界面

在只配备一个RF驱动器时，当RF开关为打开状态下，选择晶体下拉菜单是锁定状态，此时不能切换晶体，只有将RF开关关闭才能切换晶体，切换后再将RF开关打开就可以正常出光了。如图5所示▼

图5.晶体切换方法

快速波长转换模式，这个模式下可以预设4组不同波长输出的组合参数，通过选择页签到来达到快速转换输出波长组合的方式，如图6所示▼

图6.快速波长转换功能

波长扫描功能：通过设置波长范围，步进量，出光持续时间，这些参数来达到波长单次或者多次扫描的目的，如图7所示▼

图7.波长扫描功能

双晶体同时应用的方法

SELECT工作时需要外接RF信号，一般来说两个晶体不能同时使用，如果想同时使用的话可以配备2个驱动器，如图8系统所示，将驱动器1的RF OUT口和驱动器2的RF OUT口分别接入SELECT的RF IN 1和RF IN 2即可。

图8. 双晶体同时工作时需要配置2个驱动器

SELECT的输出特性

AOTF晶体输出的光束是有旁瓣的，由于旁瓣的空间分布与主峰不同，所以通常可以通过在光路中插入一个小孔径光阑，或者耦合到单模光纤后输出，对光束进行空间滤波。

空间光输出时：为了优化输出光束的质量，通过一个小孔径光阑对其进行滤波。图9显示了单个AOTF通道的光谱输出与孔径大小的函数关系。无孔时，主峰两侧各有多个侧叶。减小孔径的大小会降低旁瓣的功率。功率先在外瓣下降，然后在内瓣下降，最后在主瓣下降。

在实际应用中，一阶旁瓣的功率与主峰的功率是耦合的，因此在不显著降低主峰功率的情况下，阻断一阶旁瓣是不可能的。最佳孔径出现在主峰和一阶旁瓣透射时，而高阶旁瓣受到很大的削弱。

图9.不同孔径的光阑与输出光谱的关系

光纤耦合输出：将传导光纤通过CONNECT连接到 SELECT输出口上，这时单模光纤作为一个空间滤波器。在这种情况下，旁瓣也能获得很好的抑制，抑制深度将取决于传输光纤的数值孔径。

RF驱动功率问题：SELECT的射频功率是需要考虑的一个重要因素。随着射频功率的增加，所选波长的中心峰值逐渐增加到一个点。超过这一点，增加射频功率会导致旁带功率增加，而不是中央峰值功率。如图10所示，超过中心峰值不增加的射频功率电平称为最佳射频功率▼

图10.RF射频功率对输出光谱的影响

在图10中，红色曲线是最优的，而绿色和蓝色曲线是当射频功率水平超过最优时的结果。旁带功率增大，中心峰幅值反而减小。总之，边带和中心峰值之间的功率比由所选配置和运行参数决定。例如，所选择的波长，射频功率和所使用的射频电缆长度。

值得注意的是，在软件设置选项中输出晶体的RF功率模式都要选择Normal模式，图11所示，这个模式已经在NKT工厂进行了上述射频功率曲线矫正优化，除非要交换某些硬件，否则不需要进一步优化。只有当一个新的AOTF晶体或新的外部RF驱动器被添加到SELECT时，才使用Overdrive模式。在这些情况下，在工厂设置的最佳射频功率校准曲线不再有效，可能需要进行新的校准。

图11.RF工作模式要选择Normal模式

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