[發明專利]濾波裝置及抑制等離子體堵孔和減弱激光燒蝕效應的方法

無效

• 申請號: 201110393826.5
• 申請日: 2011-12-02
• 公開（公告）號: CN102393570A
• 公開（公告）日: 2012-03-28
• 發明（設計）人: 譚一舟
• 申請（專利權）人: 譚一舟
• 主分類號: G02B27/46
• 分類號: G02B27/46
• 代理公司: 湖南省國防科技工業局專利中心 43102
• 代理人: 馮青

1.空間低通濾波裝置，包括無焦斑濾波部件、激光增益介質、雙焦斑濾波部件、輸入-脈沖展寬部件、脈沖壓縮-輸出部件；其特征在于，該裝置的第一種布局為：在裝置上部的水平直線光軸上，自左往右安放無焦斑濾波部件、激光增益介質和雙焦斑濾波部件；在裝置的左下角，即無焦斑濾波部件的下方，安放輸入-脈沖展寬部件；在裝置的右下角，即雙焦斑濾波部件的下方，安放脈沖壓縮-輸出部件；該裝置的第二種布局是：雙焦斑濾波部件與激光增益介質串聯組成可獨立運行的濾波器件，或無焦斑濾波部件與激光增益介質串聯組成可獨立運行的濾波器件；該裝置使用以下方法抑制等離子體堵孔、并減弱會聚光束對光闌的燒蝕：①用相移-切趾型體積光柵抑制角譜的旁瓣，②用衍射-折射組合透鏡或全息透鏡使會聚光束有兩個分離的橢圓形或條形焦斑，③用消像差的柱形透鏡、二元光學元件、全息透鏡或計算機全息圖減小會聚光束沉積到光闌及其邊沿的激光功率密度，④用變周期光柵擴展脈沖寬度。

2.根據權利要求1所述的空間低通濾波裝置，其特征在于，無焦斑濾波部件的內部自左往右放置1塊用于鉛直面濾波的體積光柵、1個半波片和1塊用于水平面濾波的體積光柵；體積光柵利用布喇格衍射效應抑制角譜的旁瓣；體積光柵的結構為：外形為長方或圓形透明材料基片，內部分為三層；中間層是均勻透明介質，產生的相移量在90°至270°范圍，其厚度t滿足公式(I)：

Φ＝(φ₁-φ₃)+2π(L/Λ-2n₀t/λ₀)＝(N+1)π，(N是正整數)?????(I)

第一、第三層是起濾波作用的子光柵，用儒格特薄膜工藝制備子光柵，使其柵紋折射率n_i(z，x，y)沿Z軸的分布滿足公式(II)：

n_i(z，x，y)＝n₀+P(z)·cos[K_iz+Φ(z₀)]??????(II)

以上兩公式中，Φ是相位光柵的總相移量，φ₁是第一層子光柵的柵紋初位相，φ₃是第三層子光柵的柵紋初位相，L是子光柵的厚度，Λ是子光柵的周期或周期平均值，n₀是光柵材料的平均折射率，n_i(z，x，y)表示折射率分布，λ₀是入射激光波長；x-y-z坐標系的Z軸與光柵表面垂直，z＝0為子光柵的左邊界面的位置，K表示光柵矢量；i＝1表示第一層子光柵；i＝3表示第三層子光柵，Φ(z₀)表示初始相位，P(z)表示折射率沿Z軸的變化；所述切趾是指P(z)為高斯函數以及附加修正量的高斯函數，或者為正弦函數以及附加修正量的正弦函數，或者為漸變周期均勻折射率調制函數。

3.根據權利要求1所述的空間低通濾波裝置，其特征在于，激光增益介質是片狀或棒狀透明介質，其對角線或直徑為10mm-500mm。

4.根據權利要求1所述的空間低通濾波裝置，其特征在于，雙焦斑濾波部件的內部沿水平直線光軸安放2個具有雙焦距的“衍射-折射組合透鏡”或者2個“全息透鏡”；在焦斑處以及雙焦斑之間，分別安放2至3個光闌，光闌通光孔為橢圓形或條形。

5.根據權利要求1所述的空間低通濾波裝置，其特征在于，在輸入-脈沖展寬部件內部，從左往右沿直線順次安放半波片、分束器、四分之一波片和變周期光柵；分束器位于光路的交叉點，其上方安放1塊平面反射鏡。

6.根據權利要求1所述的空間低通濾波裝置，其特征在于，在脈沖壓縮-輸出部件內部，沿鉛直光軸自上往下順次安放平面反射鏡、四分之一波片、半波片和分束器；分束器位于光路交叉點，其左側安放1塊四分之一波片和1塊變周期光柵。