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带阻滤波器制造技术

技术编号:20159422 阅读:118 留言:0更新日期:2019-01-19 00:12
本发明专利技术涉及一种带阻滤波器,应用于满足布拉格条件的入射光,所述带阻滤波器包括至少一块体布拉格光栅,所述体布拉格光栅将入射光进行衍射并输出透射光。本发明专利技术的带阻滤波器具体如下优点:1、实现了非聚焦形式的特定中高频波前畸变抑制,结构紧凑,空间体积小,在高功率激光应用中可以有效地抑制小尺度自聚焦等非线性效应;2、激光诱导损伤阈值高,可承受10J/cm

【技术实现步骤摘要】
带阻滤波器
本专利技术涉及一种带阻滤波器。
技术介绍
在高功率激光系统中,当光强达到5×109W/cm2时,光学元件中的非线性效应便不能忽略。光学元件表面以及内部的损伤点、污点、光学不均匀性以及光路中的灰尘等都会使得光束不可避免地收到空间调制,其中包括了振幅调制和相位调制。按照空间尺度分类,空间调制主要分为四个区域:figure区、waviness-I区、waviness-II区、roughness区,其中figure区为低频区,waviness-I和waviness-II区为中高频区,roughness区为高频区。waviness-I区域的中高频成分决定了光束聚焦后的焦斑分布,在光束聚焦后可能会直接导致聚焦处的堵孔效应;由B-T理论得知:受空间调制的影响,光束中的waviness-II区域的中高频成分会随传输距离的增大非线性迅速增长,这些中高频成分会直接导致光束中出现小尺度自聚焦现象,从而降低激光器的负载能力和输出光束质量。目前,针孔型空间滤波器已成为高功率激光系统中的不可或缺的关键装置,主要的功能包括:滤除光束中的中高频成分,实现光束的口径匹配以及像传递功能。但是,传统的空间滤波器仍然有诸多固有的缺陷,主要表现在:1、需要较大体积的真空环境来消除焦点处的空气击穿现象,系统调节复杂且造价和维护成本较高;2、需要较大的F数来克服像差;3、更严重的是,滤波器的小孔大小限制条件较多,小孔太大无法实现有效滤波,小孔太小会造成小孔边缘产生等离子体,从而造成“Back-Reflection”和堵孔效应。体布拉格光栅作为非聚焦型角选择滤波器,由于其具有极高的衍射效率、可调谐的布拉格选择特性以及较高的激光损伤阈值,可在光束近场直接实现空间滤波,有效提高光束近场均匀性,在强激光光束调控领域中有着广泛地应用。目前,可见国防科技大学光电科学与工程学院郑光威等人发表公开文献报告(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1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1期);中国专利申请第CN201310628878.5号公开了一种无旁瓣角度选择激光滤波器,其由两块透射型体布拉格光栅组合而成。但是,传统的角选择滤波器利用的是布拉格衍射效率,且滤波后的光束是衍射光,滤波器输入光和输出光的光轴有明显偏折,这使得该传统角选择滤波器无法在高功率激光系统中即插即用的使用,对激光系统的光路设计和调节带来了困难,另外,传统的低通滤波虽然可以在一定程度上控制小尺度自聚焦效应,但过多的中高频成分的“流失”会造成平顶光束的填充因子下降,从而降低光束经过激光放大器时增益介质的能量提取效率。由B-T理论可知,毫米量级的中高频成分具有极大的非线性增益,是引起光束小尺度自聚焦效应的主要原因。所以,如何精确地控制光束中该特定区域的空间频率,从而抑制非线性效应,在突破高功率激光系统功率受限方面具有极大的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种带阻滤波器,以实现抑制非线性效应。为达到上述目的,本专利技术提供如下技术方案:一种带阻滤波器,应用于满足布拉格条件的入射光,所述带阻滤波器包括至少一块体布拉格光栅,所述体布拉格光栅将入射光进行衍射并输出透射光。进一步地,所述体布拉格光栅的数量为两块,包括第一体布拉格光栅和与所述第一体布拉格光栅在光栅矢量方向上相互正交的第二体布拉格光栅;所述第一体布拉格光栅将入射光进行第一次衍射并输出第一透射光,所述第二体布拉格光栅将所述第一体布拉格光栅输出的透射光进行第二次衍射并输出第二透射光。进一步地,所述体布拉格光栅的数量为至少三块,相邻所述体布拉格光栅之间在光栅矢量方向上相互正交,入射光束依次通过至少三块体布拉格光栅以依次完成衍射进而输出透射光。进一步地,所述体布拉格光栅为驼峰体布拉格光栅。进一步地,所述驼峰体布拉格光栅为透射型光栅,且为相位型体布拉格光栅。进一步地,所述体布拉格光栅为均匀周期的体布拉格光栅。进一步地,根据所要达到的功能参数可选择性地采用不同结构参数的体布拉格光栅。进一步地,当所述体布拉格光栅的数量大于或等于2块,每块布拉格光栅的结构参数相同或部分相同或全部不同。进一步地,所述体布拉格光栅由光致热敏折射率玻璃制备而成。进一步地,所述光致热敏折射率玻璃为掺杂有铈、银以及氟的硅酸盐玻璃。本专利技术的带阻滤波器具体如下优点:1、通过采用体布拉格光栅将入射光进行衍射并输出透射光,实现了非聚焦形式的中高频波前校正,结构紧凑,空间体积小,在高功率激光应用中配合空间滤波器可以有效地避免小尺度自聚焦等非线性效应;2、通过采用体布拉格光栅将入射光进行衍射以输出透射光,使得激光诱导损伤阈值高,可承受10J/cm2的能量密度;3、由于可选择性地采用不同结构参数的布拉格光栅,以使功能参数(折射率调制度、带阻滤波效率、带阻滤波带宽、带阻滤波特征频率)均可调谐;4、基于体布拉格光栅输入输出光束光轴不变,本专利技术的带阻滤波器可以实现在高功率激光系统即插即用使用。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述,为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段,并可依照说明书的内容予以实施,以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。附图说明图1为本专利技术一实施例所示的带阻滤波器的结构示意图;图2为应用图1所示的带阻滤波器的强激光传输放大示意图;图3为驼峰体布拉格光栅的角度选择函数;图4为强激光传输放大近场强度分布图;图5表示激光束经过不同片状放大器后的B积分和光束强度分布的调制度分布;图6表示激光束经过不同片状放大器后光束强度功率谱密度函数(PSD)分布,该函数反映不同空间频率的相对分布。具体实施方式下面结合附图和实施例,对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术,但不用来限制本专利技术的范围。请参见图1,本专利技术一实施例所示的带阻滤波器1应用于满足布拉格条件的入射光,以实现对某一特定中高频空间频率近场滤除,从而抑制高功率激光系统中非线性效应。该带阻滤波器1包括一块体布拉格光栅,所述体布拉格光栅将入射光进行衍射以输出透射光。由于体布拉格光栅角度选择特性,体布拉格光栅可对光束中的某一区域的中高频调制实现衍射,对于透射光,该区域空间频率滤除,即实现了带阻滤波。所述体布拉格光栅由光致热敏折射率玻璃制备而成,所述光致热敏折射率玻璃为掺杂有铈、银以及氟的硅酸盐玻璃。在其他实施方式中,本专利技术的带阻滤波器可以包括两块体布拉格光栅,其中包括第一体布拉格光栅和与所述第一体布拉格光栅在光栅矢量方向上相互正交的第二体布拉格光栅;所述第一体布拉格光栅将入射光进行第一次衍射以输出第一透射光,所述第二体布拉格光栅将所述第一体布拉格光栅输出的透射光进行第二次衍射以输出第二透射光;本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种带阻滤波器,其特征在于,应用于满足布拉格条件的入射光,所述带阻滤波器包括至少一块体布拉格光栅,所述体布拉格光栅将入射光进行衍射并输出透射光。

【技术特征摘要】
1.一种带阻滤波器,其特征在于,应用于满足布拉格条件的入射光,所述带阻滤波器包括至少一块体布拉格光栅,所述体布拉格光栅将入射光进行衍射并输出透射光。2.如权利要求1所述的带阻滤波器,其特征在于,所述体布拉格光栅的数量为两块,包括第一体布拉格光栅和与所述第一体布拉格光栅在光栅矢量方向上相互正交的第二体布拉格光栅;所述第一体布拉格光栅将入射光进行第一次衍射并输出第一透射光,所述第二体布拉格光栅将所述第一体布拉格光栅输出的透射光进行第二次衍射并输出第二透射光。3.如权利要求1所述的带阻滤波器,其特征在于,所述体布拉格光栅的数量为至少三块,相邻所述体布拉格光栅之间在光栅矢量方向上相互正交,入射光束依次通过至少三块体布拉格光栅以依次完成衍射进而输出透射光。4.如权利要求1或2或3所述的带阻滤波器,其...

【专利技术属性】
技术研发人员:袁孝张翔高帆熊宝星
申请(专利权)人:苏州大学
类型:发明
国别省市:江苏,32

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