RGB三色光合束器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种RGB三色光合束器。它包括两个相同的等腰直角棱镜、以重铬酸盐明胶为全息记录介质的透射体位相全息光栅G1和反射体位相全息光栅G2；透射体位相全息光栅G1的峰值条纹面与光栅表面垂直，反射体位相全息光栅G2的峰值条纹面与光栅表面平行；两个等腰直角棱镜的底面相向而置，两底面之间分别放置透射体位相全息光栅G1和反射体位相全息光栅G2，由环氧树脂粘合封装。本实用新型专利技术提供的RGB三色光合束器具有衍射效率高，信噪比高，散射低，吸收低的特点，用于合束时光束能量损耗小，能有效提高光能的利用率。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
RGB三色光合束器
本技术涉及一种RGB三色光合束器及其制备方法，属于信息光学
。
技术介绍
体位相全息光栅(VPHG )具有衍射效率高、波长选择性和角度选择性强、信噪比高、散射低、吸收低以及制作成本低廉等特点，在高分辨率光谱仪器、波分复用以及脉冲压缩等
具有广泛应用。本世纪初起，随着对高能激光需求的日益增进，对激光合束器的理论和实验研究得到发展。1999年，美国麻省理工学院林肯实验室专利技术了 一套合成装置，用平面光栅同时控制每个器件发出不同波长的光束，使各个光束在近场和远场实现叠加(参见文献:Cook C C and Fan T Y Spectral beam combining of Yb—doped fiber lasersin an external cavity.0SA TOPS, Advanced solid lasers,I 999,26:163-166.)。2003年，Igor V和Ciapurin等人对透射型体光栅频谱组束方案参数优化进行了研究，对高斯光束进行了仿真模拟，并对反射型体光栅的衍射特性进行了分析(参见文献:X: Ciapurin I V Glebov L B, Smimov V 1.Spectral combing of high-power fiberlaser beams using Bragg grating in PTR glass.Proc.0f SPIE, 2004, 5335:116-124.% Ciapurin I V, Glebov L B.Modeling of Gaussian beam diffraction onvolume Bragg gratings in PTR glass [C], Proc.SPIE, 2005，5742:183-194.)。2008年，Andrusyak等人利用四个反射式体布拉格光栅(VBG)实现了五路高功率光钎激光器的光谱合成(参见文献:Andrusyak O, Ciapurin I, Simirnov V, et al External and Commoncavity high spectral Density Beam Combing of high Power Fiber Lasers[c] Proc.SPIE,2008，6873:687314.)。近年来，国内也陆续开展了用于光谱合成的合束器研究。2008年，占生宝、赵尚弘等人对记录材料为PTR (光敏玻璃)的透射体布拉格光栅的频谱组束进行了相关研究(参见文献:基于透射体布拉格光栅频谱组束的研究[J].光电子.激光，2008，19(3):318—321.);蒲世兵、姜宗福等人基于VBG建立了一套光谱合成的物理模型，数值模拟了两路和三路高斯线性光谱的激光合成(参见文献:基于体布拉格光栅的光谱合成的数值分析[J].强激光与粒子束，2008，20 (5): 721-724.)。2010年，刘莉、谭吉春等人设计了 90°配置布拉格光栅并束光路并进行了两束不同波长的激光并束以及两束同种波长激光的并束实验(参见文献:基于体布拉格光栅的波束合成技术研究及实现[J]-国防科技大学学报2010, 32(2).)。现有技术中，合束器通常用于波长间隔较小的高能量激光束之间的合束。
技术实现思路
本技术针对现有技术存在的不足，提供一种结构简单，制备成本低廉，具有光束能量损耗小，光能利用率高的RGB三色光合束器。实现本技术目的的技术方案是提供一种RGB三色光合束器，它包括两个相同的等腰直角棱镜、以重铬酸盐明胶为全息记录介质的透射体位相全息光栅Gl和反射体位相全息光栅G2 ;透射体位相全息光栅Gl的峰值条纹面与光栅表面垂直,反射体位相全息光栅G2的峰值条纹面与光栅表面平行；两个等腰直角棱镜的底面相向而置，两底面之间分别放置透射体位相全息光栅Gl和反射体位相全息光栅G2，由环氧树脂粘合封装。本技术技术方案所述的RGB三色光合束器，由三个λ /2波片分别置于激光器与等腰直角棱镜的每个直角面之间。本技术所采用的等腰直角棱镜的材料为ΒΚ7玻璃。在应用于RGB三色光的合束时，RGB三色光它们的入射关系分别为:RGB三色光的光束与合束光互为90度角，RGB三色光中，一束光以透射形式通过光栅Gl和G2，其余的两束光中，一束光入射到Gl，经衍射通过Gl后透射通过G2，另一束入射到G2，经衍射通过G2表示。与现有技术相比，本技术的有益效果是:1、本技术提供的RGB三色光合束器件制备简单，且成本低廉，可永久保存。2、VPHG的衍射效率高理论上可以达到100%，信噪比高，散射低，吸收低，用于合束时光束能量损耗小，能有效提高光能的利用率。3、本技术提供的RGB三色光合束器件若增加λ /2波片该合束器，适用于RGB三色光均为P偏振光时的合束，在激光投影系统具有潜在应用前景。【附图说明】图1为本技术实施例1提供的RGB三色光合束器的结构和使用光路示意图；图2为本技术实施例1中红光与蓝光经过透射体位相全息光栅Gl合束示意图；图3为本技术实施例1提供的透射体位相全息光栅Gl的波长-衍射效率(+1级)分布曲线图；图4为本技术实施例1提供的红光、蓝光和绿光三束光合束示意图；图5本技术实施例1提供的反射体位相全息光栅G2的衍射效率曲线图；图6为本技术实施例2提供的RGB三色光合束器的结构和使用光路示意图；图7本技术实施例2提供的透射体位相全息光栅Gl的波长-衍射效率(+1级)分布曲线图；图8为本技术实施例2提供的反射体位相全息光栅G2的波长-衍射效率(+1级)分布曲线图；图9为本技术实施例3提供的RGB三色光合束器的结构和使用光路示意图；图10本技术实施例3提供的透射体位相全息光栅Gl的波长-衍射效率(+1级)分布曲线图；图11为本技术实施例3提供的反射体位相全息光栅G2的波长-衍射效率(+1级)分布曲线图。【具体实施方式】下面结合附图和实施例对本技术技术方案作进一步的阐述。实施例1参见附图1，它是本实施例提供的RGB三色光合束器的结构和使用光路示意图；在本实施例中，RGB三色光波长分别为红光λκ=635ηπι，绿光λ e=532nm，蓝光λΒ=473ηπι，进行透射体位相全息光栅Gl和反射体位相全息光栅G2的结构参数设计。RGB三色光合束器包括由两个相同的等腰直角棱镜Pl和Ρ2、透射体位相全息光栅Gl以及反射体位相全息光栅G2。光栅Gl和G2为以对称光路记录得到的非倾斜峰值条纹面光栅，即光栅Gl的峰值条纹面与光栅表面垂直，光栅G2的峰值条纹面与光栅表面平行。两个相同的等腰直角棱镜的底面相向而置，其间分别放置透射体位相全息光栅Gl和反射体位相全息光栅G2，用环氧树脂粘合封装。RGB三色光(均为s偏振光，即振动面垂直于入射面)以互为90°的角度分别垂直入射于两等腰直角棱镜的三个直角面上。红光(波长为λ κ)和蓝光(波长为λΒ)经过透射体位相全息光栅G1，此时Gl对λ Ji的衍射效率最大而对λ B的衍射效率极小，且由于λ κ在Gl上的入射角和衍射角相对于峰值条纹面呈镜面对称，而λΒ主要以透射形式经过G1，所以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种RGB三色光合束器，其特征在于：它包括两个相同的等腰直角棱镜、以重铬酸盐明胶为全息记录介质的透射体位相全息光栅G1和反射体位相全息光栅G2；透射体位相全息光栅G1的峰值条纹面与光栅表面垂直，反射体位相全息光栅G2的峰值条纹面与光栅表面平行；两个等腰直角棱镜的底面相向而置，两底面之间分别放置透射体位相全息光栅G1和反射体位相全息光栅G2，由环氧树脂粘合封装。

【技术特征摘要】
1.一种RGB三色光合束器，其特征在于:它包括两个相同的等腰直角棱镜、以重铬酸盐明胶为全息记录介质的透射体位相全息光栅Gl和反射体位相全息光栅G2 ;透射体位相全息光栅Gl的峰值条纹面与光栅表面垂直,反射体位相全息光栅G2的峰值条纹面与光栅表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘辉，唐敏学，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32