[實用新型]低截止頻率混合空間濾波器

有效

• 申請號: 201320775747.5
• 申請日: 2013-11-29
• 公開（公告）號: CN203799129U
• 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: G02B27/46
• 分類號: G02B27/46;G02B27/44
• 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截止頻率、低頻損耗率的低截止頻率混合空間濾波器。?

背景技術

激光的高相干性使得其對各種空間干擾很敏感，各類干擾所導致的衍射會降低激光的空間均勻性。在先進激光裝置領域，小尺度自聚焦效應成為影響光束近場質量的主要原因，嚴重研制了先進激光裝置的負載能力。提高激光的近場均勻性有助于提高先進激光裝置的負載能力。?

在先進激光裝置研制的近四十年內，盡管各類光學元器件的損傷閾值不斷提高，各類光束控制技術的日趨完善，并且隨著相關主動補償技術的引入，光束近場分布均勻性也不斷提高，使得先進激光裝置的負載能力有了較大提高，如美國勞倫斯-利弗莫爾國家實驗室已將Nova裝置的2J/cm2/3ω/3ns提高到7J/cm2/3ω/3ns。但損傷問題仍然是困擾裝置穩定運行以及負載能力進一步提高的“瓶頸”問題之一?？臻g濾波器是必不可少的關鍵器件?；诟道锶~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。?

現已建成的先進激光裝置中，采用的是傳統的空間濾波器。其存在一個無法解決的矛盾，為了獲得足夠好的濾波效果，空間濾波器的小孔通常都很?。坏怯捎谌肷浼す馐旧淼陌l散角以及空間調制，使得光束遠場分布存?在明顯的“裙邊”區域，這些“裙邊”區域與小孔邊緣作用發生“賭孔效應”，因此嚴重限制了小孔的直徑設計，直接導致空間濾波器濾波能力下降。?

只有當入射光束的發散角極小，且空間分布更均勻時，才能減小遠場分布的裙邊區域，從而解決傳統空間濾波器的固有缺陷。本實用新型的低截止頻率混合空間濾波器正是利用體布拉格光柵優秀的角度選擇特性，可以極大減小光束的發散小，同時將光束中的大部分空間調制濾除，以此提高空間濾波器的入射光質量，幫助聚焦透鏡獲得更好的光束遠場分布。降低小孔尺寸，使空間濾波器獲得更小的截止頻率，提高濾波能力。?

基于布拉格體光柵的傳統空間濾波器優化技術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)?？梢妵揽萍即髮W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，有必要提供一種低截止頻率混合空間濾波器。?

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型的目的是針對現有技術的傳統空間濾波器截止頻率難以降低，低頻損耗率較高，且易發生堵孔效應、反饋以及光路偏移現象，提供一種兼具低截止頻率和低頻損耗率的低截止頻率混合空間濾波器。?

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：?