基于體布拉格光柵的角選擇濾波與光束控制研究.pdf

1、論文圍繞記錄在光致熱敏折射率玻璃中的透射型體布拉格光柵，提出并實現(xiàn)了角選擇濾波器，在理論和實驗上對角選擇濾波器進行了深入研究。該技術不同于傳統(tǒng)空間濾波器，可以直接在光束近場中實現(xiàn)高質(zhì)量的空間濾波，克服了傳統(tǒng)空間濾波器諸多固有缺陷，并且可以直接應用于高功率激光系統(tǒng)中，為下一代先進激光裝置中空間濾波技術的發(fā)展提供了強有力的技術支持。主要研究成果和貢獻主要包括以下幾個方面：
　　 (1)首次提出并實現(xiàn)了用于實際激光系統(tǒng)的二維角選擇濾波

2、器，研究了激光束經(jīng)過角選擇濾波器輸出的近場光束分布以及截止頻率與體布拉格光柵角度選擇之間的關系。
　　 研究結果表明：角選擇濾波器可以有效地抑制光束中的中高頻調(diào)制，提高光束近場質(zhì)量。
　　 (2)建立了基于耦合波理論的體布拉格光柵設計體系。理論分析了光柵參數(shù) (周期、厚度、折射率調(diào)制度和光柵矢量傾斜角)對體布拉格光柵角度選擇特性以及峰值衍射效率的影響。設計了峰值衍射效率大于99％，截止頻率1mm-1的角選擇濾波器。容差率

3、分析結果表明光柵厚度和折射率調(diào)制度對體布拉格光柵的衍射特性影響較大，為實際的角選擇濾波器設計制備提供了理論基礎。
　　 (3)發(fā)展了透射型體布拉格光柵與傳統(tǒng)空間濾波器結合組成的混合濾波器（Hybridfilter）以及不同光柵參數(shù)的體布拉格光柵串級構成的無旁瓣角選擇濾波器（Non-sidelobesangular filter）。研究結果表明，無旁瓣角選擇濾波器可將體布拉格光柵衍射旁瓣幾乎完全抑制，并且獲得更優(yōu)秀的角選擇特性。混

4、合濾波器可大幅度降低傳統(tǒng)空間濾波器的截止頻率，同時具有一定的旁瓣抑制效果，對于先進激光裝置的技術升級具有重要參考價值。
　　 (4)提出并建立了角選擇濾波器性能表征方法。采用相對峰值衍射效率、零值全寬（Full Width at First Zero—FWFZ）對角選擇濾波器進行性能評價；采用近場調(diào)制度、近場對比度以及功率譜密度函數(shù)（Power Spectral Density—PSD）對角選擇濾波器濾波光束近場質(zhì)量進行定量分析