Yuanzhi Dong 1,2,3Yunxia Jin 1,3,4Fanyu Kong 1,3,*Jingyin Zhao 1,3[ ... ]Jianda Shao 1,2,3,4,5
Author Affiliations
Abstract
1 Thin Film Optics Laboratory, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai, China
2 School of Physical Sciences, University of Science and Technology of China, Hefei, China
3 Key Laboratory of High Power Laser Materials, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai, China
4 CAS Center for Excellence in Ultra-intense Laser Science, Chinese Academy of Sciences, Shanghai, China
5 Hangzhou Institute for Advanced Study, University of Chinese Academy of Sciences, Hangzhou, China
In this paper, a 2D angle amplifier based on peristrophic multiplexed volume Bragg gratings is designed and prepared, in which a calculation method is firstly proposed to optimize the number of channels to a minimum. The induction of peristrophic multiplexing reduces the performance difference in one bulk of the grating, whereas there is no need to deliberately optimize the fabrication process. It is revealed that a discrete 2D angle deflection range of ±30° is obtained and the relative diffraction efficiency of all the grating channels reaches more than 55% with a root-mean-square deviation of less than 3.4% in the same grating. The deviation of the Bragg incidence and exit angles from the expected values is less than 0.07°. It is believed that the proposed 2D angle amplifier has the potential to realize high-performance and large-angle beam steering in high-power laser beam scanning systems.
beam scanning high-power lasers volume Bragg gratings 
High Power Laser Science and Engineering
2023, 11(1): 01000e13
作者单位
摘要
中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
基于衍射理论,建立了光束经过体布拉格光栅衍射的光束质量分析模型。在考虑入射光束参数和体布拉格光栅参数的情况下,分析任意光束经过体布拉格光栅衍射的光场分布,计算得到二阶矩意义下的束腰和光束质量M2因子,并分析了体布拉格光栅空间周期、入射光束尺寸、光谱线宽和初始入射光束质量M2对衍射光束质量的影响。研究结果表明,衍射光束质量受体布拉格光栅和入射子束共同影响:体布拉格光栅周期越小,其空间色散越严重;入射子束尺寸越大、光谱线宽越宽、初始光束质量越差,衍射后的输出光束质量劣化越明显。该模型给出了衍射后的光束质量表示,可方便快捷地得到不同输入光束衍射后的光束质量。在最高入射功率达千瓦量级时,实验测量了初始M2和光谱线宽两部分贡献对衍射光束质量的结果,并与相应理论分析进行了比较。
光栅 体布拉格光栅 光束质量 光谱合成 色散 衍射 
中国激光
2017, 44(2): 0201019
作者单位
摘要
1 军械工程学院电子与光学工程系, 河北 石家庄 050003
2 中国卫星海上测控部飞行器海上测量与控制联合实验室, 江苏 江阴 214431
3 中国电子科技集团公司第十三研究所, 河北 石家庄 050051
采用光束传输法分析了横向啁啾体布拉格光栅的衍射特性,实验研究了横向啁啾体布拉格光栅外腔二极管激光器的功率特性、光谱特性和波长调谐特性,数值计算和实验结果表明:横向啁啾体布拉格光栅的峰值衍射效率随着入射光束在啁啾方向上尺寸的增大而降低,光谱选择宽度随着入射光束在啁啾方向上尺寸的增大而增大;当横向啁啾体布拉格光栅的啁啾方向与二极管激光器的快轴方向一致时,外腔二极管激光器的外腔效率为85%,在808.05 nm 处的输出激光光谱宽度为0.27 nm;当横向啁啾体布拉格光栅的啁啾方向与二极管激光器的慢轴方向一致时,外腔二极管激光器的外腔效率为89%,在808.05 nm 处的输出激光光谱宽度为0.3 nm,两种外腔激光器都较好地实现了约15 nm 波长调谐范围,且在整个调谐范围内输出功率波动范围分别小于1%(快轴方向一致)与1.5%(慢轴方向一致)。
光栅 横向啁啾体布拉格光栅 衍射特性 外腔二极管激光器 波长连续调谐 
中国激光
2015, 42(5): 0515002
作者单位
摘要
1 国防科学技术大学光电科学与工程学院, 湖南 长沙 410073
2 空军工程大学电讯工程学院, 陕西 西安 710077
3 国防科学技术大学理学院, 湖南 长沙 410073
4 中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
复用体布拉格光栅具有良好的波矢选择性以及可控的衍射效率。根据Kogelnik耦合波理论,分析复用体布拉格光栅作为谐波分离以及光束取样元件的可行性。结果表明,采用复用两片反射型以及单片透射型体布拉格光栅的结构,使得两片反射型体布拉格光栅对混有三个倍频成分的主光束中的基频、二倍频光束(1053 nm和527 nm)高效率衍射(色分离度分别为0.2%和0.3%),而对三倍频光束(351 nm)高效率透射(接近于100%),以达到谐波分离的目的;而透射型体布拉格光栅对三倍频光束低效率衍射(等于0.98%),且衍射光束的空域时域光强分布与三倍频光束基本一致,以达到光束取样的目的。因此复用体布拉格光栅可同时实现谐波分离以及光束取样的功能,这给传统谐波分离以及光束取样光栅提供了一种备选方案。
光栅 复用体布拉格光栅 谐波分离 光束取样 Kogelnik耦合波理论 
光学学报
2011, 31(3): 0305001
作者单位
摘要
1 国防科学技术大学理学院, 湖南 长沙 410073
2 国防科学技术大学光电科学与工程学院, 湖南 长沙 410073
谱合成是获得高功率激光输出的有效方法。建立相移反射体布拉格光栅谱合成模型,利用传输矩阵法,分析相移反射体布拉格光栅的衍射特性,并对反射体布拉格光栅的衍射特性和相移反射体布拉格光栅的衍射特性进行了比较。以两束光为例,分析相移反射体布拉格光栅谱合成特性,分析在高斯单色平面波入射条件下,光谱宽度对谱合成效率的影响。结果表明,通过在反射体布拉格光栅中引入π/2的相位畸变,可有效抑制衍射效率中的旁瓣的影响并增加参与谱合成的光束数目,对于两束光谱间距为30 pm的窄带光束谱合成,谱合成效率可达97%。
激光技术 谱合成 传输矩阵 相移体布拉格光栅 
中国激光
2010, 37(12): 3056
作者单位
摘要
空军工程大学 电讯工程学院, 西安 710077
基于透射体布拉格光栅频谱组束的设计方案, 采用半导体激光器作为泵浦源, 以大模面积双包层Er3+/Yb3+共掺光纤为增益介质, 报道了两束光纤激光频谱组束的实验结果。在两束光纤激光输出功率分别为0.39和0.53 W、光栅实际衍射效率不到60%的情况下, 实现了组束功率为0.64 W、绝对组束效率高达69.6%的组束激光输出, 并分析了实验过程中影响组束效率的因素。
频谱组束 光纤激光 透射体光栅 衍射效率 spectral beam combining fiber lasers transmitting volume Bragg gratings diffraction efficiency 
强激光与粒子束
2010, 22(8): 1861

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