一种反射型体布拉格光栅及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种反射型体布拉格光栅及其应用。所述反射型体布拉格光栅的空间频率、折射率调制量、两束入射波长以及光栅厚度之间的满足以下关系模型：以及F表示δｎ和f之间的隐函数，f为光栅空间频率，δn为折射率调制量，参量t为所述反射型体布拉格光栅厚度,取值为2mm～3mm，nav为体布拉格光栅的平均折射率，λ0为一束以布拉格条件入射的光的波长，另一束入射光的波长为λ＝λ0+Δλ。将这两束不同波长的激光同时入射到光栅表面，其中一束满足布拉格条件，能够高效率的衍射，另一束不满足布拉格条件，几乎完全透射，这两束不同波长的激光就可实现空间的叠加。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高功率的光纤激光器
，尤其涉及到一种用于合成高能激光的反射型体布拉格光栅及其应用。
技术介绍
高功率的光纤激光器在工业、军事等中具有广阔的应用前景，而单根光纤功率的继续提高受到非线性效应、光学损伤以及热损伤等因数的限制而且费用及其昂贵。因此如何把多束小功率光纤激光器高效地组合在一起，得到高功率的输出，已经成了当前研究人员一个重要研究方向。目前通用的光纤组束技术主要包括相干组束和频谱组束，相干组束可以得到单一输出波长，为得到高效合成光纤激光功率，需要对组束的各光束的相位、偏振态等特性进行严格的控制；频谱合束基本原理是采用色散元件使各单元光束在近场和远场相重叠，并允许各单元波长有差距，从而提高整个系统的输出功率，该合束技术的特点是比较容易实现，并且还能提供比较好的光束质量。佛罗里达大学的Leonid B. Glebov等人专利技术了一种光热折变(PTR)无机玻璃(又叫光敏玻璃)，制作在PTR玻璃上的体布拉格光栅(VBG)能承受高能激光的辐照，这种玻璃在紫外具有光敏性，而且这种玻璃有很好的机械属性和折射率稳定性，使体布拉格光栅成为高能激光合成的理想器件。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种反射型体布拉格光栅及应用，达到高能激光高效组束效果。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种反射型体布拉格光栅，所述反射型体布拉格光栅的空间频率、折射率调制`量、两束入射波长以及光栅厚度之间的满足以下关系模型厂(./_，如'}= ~ —如=O 2她‘7v(I)人=|—I sinh' J + 5-l = 0U ；(ii)式⑴、(ii)中，F表示δ n和f之间的隐函数，所述反射型体布拉格光栅厚度t为2mm 3mm，δ n为折射率调制量，f为光栅空间频率，常量K =arctanh( Y ), Y = 9. 9X (1(T41(T6), nav为体布拉格光栅的平均折射率；AJ(^tSn]I =, ε 的范围是 10_4 10' λ0 为以布拉格条 叭 Kf J K J ) K 2}1ανδη J件入射的光束波长，而另一束波长为入=入。+八入的光束偏尚布拉格条件入射。本专利技术同时提供上述反射型体布拉格光栅的应用方法，其应用方法为将两束不同波长的激光同时入射到光栅表面，其中一束满足布拉格条件，能够高效率的衍射，另一束不满足布拉格条件，几乎完全透射，这两束不同波长的激光就可实现空间的叠加。有益效果根据以上两式的关系模型对于特定波长和波长间隔的入射光，基于一定光栅厚度的反射型体布拉格光栅，可以确定体布拉格光栅的空间频率和折射率调制量。具有该光栅厚度、空间频率和折射率调制量的反射型体布拉格光栅，能够实现入射光频谱的高效组束。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术的技术方案作进一步具体说明。图1为本专利技术的非倾斜反射型体光栅结构示意图。图2为布拉格波长为1080nm，不同的衍射效率情况下，光栅厚度与折射率调制量的变化关系图。图3为空间频率与折射率调制量变化关系图。具体实施例方式如图1所示为反射型非倾斜体光栅结构示意图，虚线代表光束的传输路径，Ii为入射光束，Id为衍射光束，Θ i为入射角，見为体光栅中的布拉格角，Θ d为衍射角，P为光栅的倾斜角，Nf为光束入射平面的法向方向，Λ为体光栅周期，Ke为光栅矢量,^为入射光位置矢量，折射率为j = +<^sin 2^/rcos(￡G.r)，t为光栅厚度，nav为体布拉格光栅的平均折射率；S η为折射率调制量；f为光栅空间频率，f=l/A, )表示折射率调制后的实际折射率。下面简要描述本专利技术的理论推导过程。由Kogelinik的耦合波理论可知，反射型非倾斜体光栅的衍射效率为 f，， I\_i _ L \-ζ2 !φ2η= I + —-—-==== V smh KJ⑴式(I)中，ζ为移相因子，Φ为相位侵入因子，当光束波长相对于布拉格波长存在偏离△ λ时，衍射效率为 /T1 1〔4阳丫 / %Tm Sn ( πftAX \smh ——f-------VJ ^ ^ Π j—、对于非倾斜体布拉格光栅，如果入射光完全满足布拉格条件，即入射光相对布拉格条件的波长偏尚量△ λ为零,则衍射效率的表达式(2)可简化为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种反射型体布拉格光栅，其特征在于，所述反射型体布拉格光栅的空间频率、折射率调制量、两束入射波长以及光栅厚度之间的满足以下关系模型：F(f,δn)=κλ02f2πtnav-δn=0---(i),F(f,δn)=(1ϵ-1)sinh2A+B-1=0---(ii)式(i)、(ii)中，F表示δn和f之间的隐函数，f为光栅空间频率，δn为折射率调制量，参量t为所述反射型体布拉格光栅厚度,取值为2mm～3mm，常量κ=arctanh(γ),γ＝9.9×(10?4~10?6)，nav为体布拉格光栅的平均折射率；A=((2πnavtδnλ02f)2-(πftΔλλ0)2)1/2,B=(λ0f2Δλ2navδn)2,ε的范围是10?4~10?6，λ0为一束以布拉格条件入射的光的波长，另一束入射光的波长为λ＝λ0+ΔλΔλ为该入射光相对布拉格条件的波长偏离量。

【技术特征摘要】
1.一种反射型体布拉格光栅，其特征在于，所述反射型体布拉格光栅的空间频率、折射率调制量、两束入射波长以及光栅厚度之间的满足以下关系模型2.—种权利要求1所述反射型体布拉格光栅的应用，...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏历，郝粮宁，刘海荣，刘德明，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：