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。

光束取样光栅(BSG)是应用于惯性约束聚变(ICF)驱动器终端光学系统中的重要光学元件,它可将极小部分激光能量(约0.1％)从主光路中分离出来,为系统激光参数的精密诊断提供取样信号。然而在实际应用中,由于系统光路结构复杂,入射到BSG的光束与理想情况总存在一定的偏差,影响了BSG取样光束信号的准确性和有效性。基于菲涅耳全息记录与再现原理,建立了BSG的使用状态模型并对其光束取样过程进行了深入研究,重点分析了照明光束存在波长偏移、入射角偏差或相位畸变时,BSG取样光斑位置及其能量分布的规律。为实际工程系统中BSG的应用调整提供了参考。

光栅透镜因其独特的光学性能而具有广泛的应用.根据光栅透镜的线宽和间距微小渐变的特点,建立了光栅透镜的物理模型,并利用严格模式理论对其衍射特性进行分析.该方法物理概念清晰、公式简洁.对光栅透镜实现谐波分离、聚焦功能时的衍射效率与槽深关系的计算结果表明,其计算速度快、数值计算结果准确可靠.并对加工误差的影响进行了模拟计算,说明了在当前的微细加工的工艺水平条件下,能够制作出满足ICF系统要求的光栅透镜.实验上制作了尺寸为φ100 mm的大面积光栅透镜,其衍射效率的实验测试结果与理论计算结果一致.