[實用新型]二維角度選擇激光濾波器

有效

• 申請號: 201320775271.5
• 申請日: 2013-11-29
• 公開（公告）號: CN203799128U
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發明（設計）人: 袁孝;張翔;鄒快盛;封建勝;熊寶星
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: G02B27/44
• 分類號: G02B27/44;G02B5/18;G02B1/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 常亮

技術領域

本實用新型涉及光學濾波技術領域，特別是涉及一種兼具角度選擇濾波能力和低頻損耗率的二維角度選擇激光濾波器。?

背景技術

先進激光裝置的總體設計及建設過程中的諸多邊界條件直接限制了其輸出能力。其一，先進激光裝置的“功率受限條件”；其二，先進激光裝置的能量受限條件，即裝置在長脈沖(≥3ns)工作條件下的光學元件的損傷閾值。一個實際光束的光強分布不可能是完全均勻和光滑的，總是或多或少地帶有無規則的調制和起伏。通常在光束總體發生自聚焦之前，由于在這些調制和起伏處各自形成了一些小的自感應透鏡，這些調制和起伏使光束發生了局部的自聚焦，這種小尺度自聚焦(Small-scale?self-focusing)的對裝置的危害程度遠大于整體光束的自聚焦，并造成光束分裂、導致介質的光束成絲、光譜超加寬等效應。?

在先進激光裝置中，空間濾波器是必不可少的關鍵器件。基于傅里葉變換原理的傳統空間濾波器(“4f”系統)是最常用的濾波器。它首先對光束聚焦，利用透鏡的傅里葉變換作用分開激光中不同的空間頻率成分，空間頻率高的發散角大，然后利用針孔(或單模光纖)選取所需的角譜分量，去除有害光噪音。聚焦光斑大小由透鏡焦距、入射光波長口徑、波長以及發散角決定，針孔直徑控制濾波的程度，實現低通空間濾波。但是，傳統空間濾波器在先進激光裝置中的應用中具有極大的局限性：除了準直困難，造價高昂外，高功率激光聚焦可能會產生“堵孔效用”甚至損壞并產生一個新的針孔，在外光路中亦可使空氣電離，影響光束質量，甚至破壞激光系統；還有聚焦后?非線性效應的增長等。?

針對下一代先進激光裝置，擬采用全新的光束傳輸控制技術取代傳統的空間濾波技術。體布拉格光柵由于其具有優秀的角度和光譜選擇性，對光束傳輸和空間濾波技術具有革命性的意義。基于體布拉格光柵的二維角度選擇激光濾波技術不同于傳統的空間濾波技術，由于直接在強激光束近場實施空間濾波，省去了聚焦過程，因此傳統空間濾波的諸多固有缺陷得到根本解決。同時可以有效地消除中高頻調制對光束的影響、降低傳統空間濾波器的截止頻率和低頻損耗率，有效控制放大自發輻射的傳輸以及激光的近場光束分布，極大地提高系統的可靠性，降低裝置的體積和成本，是當今先進激光技術發展的主要單元技術之一，對于促進先進激光技術的發展具有重要的意義。?

國內可見一種體全息光柵整形裝置，其用途是對超短脈沖激光束進行整形(中國專利200610024096.0)；可見一種窄帶光濾波器，由一塊透射式體布拉格光柵和一塊反射式體布拉格光柵組合而成的公開專利報道(中國專利200910089834.3)，獲得皮米量級激光輸出；可見一種高功率激光衍射型空間濾波器，使用了分離式體積布拉格光柵或雙片集成式光柵的公開專利報道(中國專利200910312157.7)。可見一種超短脈沖激光濾波裝置，由同光軸依次設置的第一1/4波片、第一正透鏡、小孔光闌、非線性正色散透明固體材料、第二正透鏡、第二1/4波片和檢偏器構成，所述非線性正色散透明固體材料為BK7玻璃的公開專利報道(中國專利200710038661.3)。可見國防科技大學光電科學與工程學院鄭光威等人發表的公開文獻報道(鄭光威，何焰藍等,“透射型體相位光柵對連續激光束的空間低通濾波”,《光學學報》，2009年29卷第4期；鄭光威，劉莉等,“透射型體光柵對超短脈沖高斯光束衍射特性研究”，《光學學報》，2009年29卷第1期；鄭光威，譚吉春等，“反射型體光柵對超短脈沖高斯光束衍射特性分析”，《光學學報》，2009年第12期)研究了體相位光柵對激光的衍射特性，這與應用體光柵制作成濾波器有關聯性；可?見用于實現空間濾波的體布拉格光柵的制備，用全息法在光致聚合物中記錄了體布拉格光柵，完成了激光光束二維空間低通濾波的實驗的公開文獻報道(鄭浩斌，何焰藍等，“用于實現空間濾波的體布拉格光柵的制備”，《光電工程》，2009年第1期)。?

因此，針對上述技術問題，有必要提供一種二維角度選擇激光濾波器。?

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型的目的是針對現有的傳統空間濾波器截止頻率難以降低，易發生堵孔效應、反饋以及光路偏移等局限性，提供一種兼具低截止頻率和低頻損耗率的二維角度選擇激光濾波器，在光束近場直接實現高質量的空間濾波。?

為了實現上述目的，本實用新型實施例提供的技術方案如下：?