基于多层电介质光栅光谱合成的光束质量

基于电介质光栅的光谱合成是实现高功率高光束质量激光的重要途径.在电介质光栅的光谱合成系统中,光栅色散效应是影响合成激光光束质量的重要因素.本文推导了单光栅和双光栅光谱合成系统中由于光栅色散引起M^2因子的变化公式;详细讨论了这两种合成系统中单路激光线宽、单路激光光斑半径、相邻两路激光波长差、相邻两路激光间距以及光栅周期对光束质量的影响.研究表明对于单光栅合成系统,在合成过程中若保持光束质量M^2因子的大小不变,则单路激光带宽随光斑半径的增加而减小;在双光栅光谱合成系统中,在保持光束质量的前提下,单路激光带宽可随光斑半径的增大而相应增加.数值计算表明,若要满足合成光束的光束质量M^2≤1.2的要求,在单光栅系统中激光带宽需窄于亚纳米量级,在双光栅系统中激光带宽可为亚纳米.本文为高功率、高光束质量的光纤激光光谱合成系统的搭建提供了理论指导.

脉宽压缩光栅用多层膜制备和性能测试

给出了以413nm作为写入波长,1053nm作为使用波长的多层介质光栅膜的设计,计算表明膜系H3L(H2L)^9H0.5L2.03H满足光栅膜的要求·最后给出了制备得到的样品光学特性测试,结果表明在使用波长和曝光波长处满足设计要求,其抗激光损伤阈值在光正入射和51.2°入射时分别为14.14J/cm2和9.32J/cm2,膜系的应力表现为压应力·

多层电介质衍射光栅高功率激光辐照特性研究

多层电介质反射式衍射光栅作为光谱合成系统的核心元件,在高功率激光辐照下的表面形变将导致其衍射特性改变,进而影响系统合成光束质量和衍射效率。搭建泰曼-格林干涉仪探测在高功率激光辐照下衍射光栅表面的干涉条纹,经图像处理及泽尼克多项式拟合实现光栅表面形貌的重建。采用高功率光纤激光辐照加热光栅,测量另一光束经过热畸变光栅后的光束质量和衍射效率演变。结果表明,在高功率激光辐照下光栅表面形变高度分布为高斯型,辐照功率密度3kW/cm^2时,干涉条纹对应区域内的光栅表面在垂直方向上隆起,最大高度为127nm。表面形变引起衍射光束质量因子M2退化,这种退化主要来自衍射光远场发散角的增大。光栅衍射效率波动幅度小于1.8%。