无旁瓣角度选择激光滤波器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种无旁瓣角度选择激光滤波器，包括用于对入射光进行第一次衍射的第一体布拉格光栅以及对从所述第一体布拉格光栅出射的衍射光进行第二次衍射的第二体布拉格光栅，所述第一体布拉格光栅与第二体布拉格光栅的光栅矢量相互平行，所述第一体布拉格光栅的衍射次级大对应于第二体布拉格光栅的衍射零值。本实用新型专利技术的无旁瓣角度选择激光滤波器有效解决普通角选择激光滤波器的旁瓣缺陷，可实现更优质的空间滤波；结构紧凑；实现对各光谱成分优秀的低通滤波能力；可承载的激光功率较高。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
无旁瓣角度选择激光滤波器
本技术涉及光学滤波
，特别是涉及一种兼具衍射旁瓣抑制和角度选择滤波能力的无旁瓣角度选择激光滤波器。
技术介绍
体布拉格光栅由于其具有优秀的角度和光谱选择性，对光束传输和空间滤波技术具有革命性的意义。基于体布拉格光栅的二维角度选择空间滤波技术不同于传统的空间滤波技术，由于直接在强激光束传输近场实施空间滤波，省去了聚焦过程，因此传统空间滤波的诸多固有缺陷得到根本解决。同时可以有效地消除中高频调制对光束的影响、降低传统空间滤波器的截止频率和低频损耗，有效控制放大自发辐射的传输以及激光的近场光束分布，极大地提高系统的可靠性，降低装置的体积和成本，是当今先进激光技术发展的主要单元技术之一，对于促进先进激光技术的发展具有重要的意义。但是，由于单块普通的体布拉格光栅输出光束衍射旁瓣的存在，以及第一级衍射零值(即角选择滤波器的截止频率)的限制，决定了其滤波效果无法达到最佳状态。通常情况下，单块体布拉格光栅的第一级旁瓣高度约为10%甚至更高，因此在实际的滤波过程中，光束衍射旁瓣所对应的空间频率依然会有一定的强度残留在光束中。在低功率条件下残留的空间频率可以忽略，但是在先进高功率激光装置领域却是个极大的缺陷。这意味着放大过程中这些中高频调制依然有可能因为非线性效应而获得放大，破坏光束质量，威胁全激光系统的安全与稳定。另一方面，由于体布拉格光栅结构参数之间的相互限制，单块体布拉格光栅的第一级衍射零值宽度通常无法做到跟小，严重限制了角选择滤波器的截止频率。国内可见一种体全息光栅整形装置，其用途是对超短脉冲激光束进行整形(中国专利200610024096.0);可见一种窄带光滤波器，由一块透射式体布拉格光栅和一块反射式体布拉格光栅组合而成的公开专利报道(中国专利200910089834.3)，获得皮米量级激光输出；可见一种高功率激光衍射型空间滤波器，使用了分离式体积布拉格光栅或双片集成式光栅的公开专利报道(中国专利200910312157.7)。可见一种超短脉冲激光滤波装置，由同光轴依次设置的第一 1/4波片、第一正透镜、小孔光阑、非线性正色散透明固体材料、第二正透镜、第二 1/4波片和检偏器构成，所述非线性正色散透明固体材料为BK7玻璃的公开专利报道(中国专利200710038661.3)。可见国防科技大学光电科学与工程学院郑光威等人发表的公开文献报道(郑光威，何焰蓝等，“透射型体相位光栅对连续激光束的空间低通滤波”，《光学学报》，2009年29卷第4期；郑光威，刘莉等，“透射型体光栅对超短脉冲高斯光束衍射特性研究”，《光学学报》，2009年29卷第I期；郑光威，谭吉春等，“反射型体光栅对超短脉冲高斯光束衍射特性分析”，《光学学报》，2009年第12期)研究了体相位光栅对激光的衍射特性，这与应用体光栅制作成滤波器有关联性；可见用于实现空间滤波的体布拉格光栅的制备，用全息法在光致聚合物中记录了体布拉格光栅，完成了激光光束二维空间低通滤波的实验的公开文献报道(郑浩斌，何焰蓝等，“用于实现空间滤波的体布拉格光栅的制备”，《光电工程》，2009年第I期)。因此，针对上述技术问题，有必要提供一种无旁瓣角度选择激光滤波器。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的是针对普通角选择激光滤波器的核心元件体布拉格光栅光束衍射旁瓣以及角度选择性不足等局限性，提供一种同时具有旁瓣抑制能力和低截止频率的无旁瓣角度选择激光滤波器，在光束近场直接实现高质量的空间滤波。为了实现上述目的，本技术实施例提供的技术方案如下:一种无旁瓣角度选择激光滤波器，所述无旁瓣角度选择激光滤波器包括用于对入射光进行第一次衍射的第一体布拉格光栅以及对从所述第一体布拉格光栅出射的衍射光进行第二次衍射的第二体布拉格光栅，所述第一体布拉格光栅与第二体布拉格光栅的光栅矢量相互平行，所述第一体布拉格光栅的衍射次级大对应于第二体布拉格光栅的衍射零值。作为本技术的进一步改进，所述第一体布拉格光栅、第二体布拉格光栅均为透射型光栅，所述第一体布拉格光栅、第二体布拉格光栅为位相型体布拉格光栅。作为本技术的进一步改进，所述第一体布拉格光栅、第二体布拉格光栅为均匀周期体光栅。作为本技术的进一步改进，所述第一体布拉格光栅、第二体布拉格光栅为双块组合式透射型体布拉格光栅。作为本技术的进一步改进，所述第一体布拉格光栅、第二体布拉格光栅均由两块光栅栅纹正交的子体光栅组合而成。作为本技术的进一步改进，所述两块子体光栅的光栅厚度或周期不同。作为本技术的进一步改进，所述无旁瓣角选择激光滤波器在第二体布拉格光栅外侧还包括回复反馈棱镜。本技术具有以下有益效果:1、体布拉格光栅的衍射旁瓣高度从10%甚至更高抑制至1%以下，实现输出光束中空间频率成分的净化；2、无旁瓣角选择激光滤波器能获得更小的截止频率，提高了滤波能力。【附图说明】为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术一实施例中无旁瓣角度选择激光滤波器的结构示意图；图2为不同光栅厚度实现无旁瓣角度选择激光滤波器原理；图3为不同光栅周期实现无旁瓣角度选择激光滤波器原理；图4为无旁瓣角度选择激光滤波器的角度选择特性测量曲线；图5为相同空间调制光束在普通角选择激光滤波器与无旁瓣角选择激光滤波器滤波后光束剖面曲线对比；图6为相同空间调制光束在普通角选择激光滤波器与无旁瓣角选择激光滤波器滤波后光束PSD对比；图7为体布拉格光栅内的光波矢量关系示意图；图8为本技术的无旁瓣角度选择激光滤波器的优选实施例的结构示意图。【具体实施方式】下面结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。本技术提供了一种通过两块体布拉格光栅优秀的叠加，且控制各体布拉格光栅的结构参数(厚度、周期)，实现对单体布拉格光栅光束衍射旁瓣的有效抑制，构成在激光传输近场实现高质量空间滤波的无旁瓣角度选择激光滤波器。本新型无旁瓣角度选择激光滤波器，有效解决了体布拉格光栅衍射旁瓣对普通角选择激光滤波器的限制，同时突破了单块体布拉格光栅角选择性不足对截止频率的限制，结构简单，效率高。在图1所示的本技术的无旁瓣角度选择激光滤波器的实施例的结构示意图中，所述新型无旁瓣角度选择激光滤波器包括体第一布拉格光栅I和第二体布拉格光栅2，第一体布拉格光栅I的衍射光以布拉格角入射第二体布拉格光栅2。第一体布拉格光栅I与第二体布拉格光栅2的光栅矢量相互平行,且第一体布拉格光栅I的衍射次级大对应于第二体布拉格光栅2的衍射零值,即，第一体布拉格光栅I的衍射光中对应衍射旁瓣的空间频率成分无法被第二体布拉格光栅2衍射。在衍射光中对滤波后光束空间频率的净化，实现无旁瓣角度选择激本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无旁瓣角度选择激光滤波器，其特征在于，所述无旁瓣角度选择激光滤波器包括用于对入射光进行第一次衍射的第一体布拉格光栅以及对从所述第一体布拉格光栅出射的衍射光进行第二次衍射的第二体布拉格光栅，所述第一体布拉格光栅与第二体布拉格光栅的光栅矢量相互平行，所述第一体布拉格光栅的衍射次级大对应于第二体布拉格光栅的衍射零值。

【技术特征摘要】
1.一种无旁瓣角度选择激光滤波器，其特征在于，所述无旁瓣角度选择激光滤波器包括用于对入射光进行第一次衍射的第一体布拉格光栅以及对从所述第一体布拉格光栅出射的衍射光进行第二次衍射的第二体布拉格光栅，所述第一体布拉格光栅与第二体布拉格光栅的光栅矢量相互平行，所述第一体布拉格光栅的衍射次级大对应于第二体布拉格光栅的衍射零值。2.根据权利要求1所述的无旁瓣角度选择激光滤波器，其特征在于，所述第一体布拉格光栅、第二体布拉格光栅均为透射型光栅，所述第一体布拉格光栅、第二体布拉格光栅为位相型体布拉格光栅。3.根据权利要求1所述的无旁瓣角度选择激光滤波器，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁孝，张翔，邹快盛，封建胜，熊宝星，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32