激光体光栅光谱合成的串扰分析.pdf

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1、第34卷第5期2012年10月光学仪器OPTICALINSTRUMENTSV01．34，No．5October，2012文章编号：1005—5630(2012)05—0061—05激光体光栅光谱合成的串扰分析白慧君(军械工程学院，汪岳峰，王军阵，雷呈强电子与光学工程系，河北石家庄050003)*摘要：体光栅光谱合成技术是获得高功率激光输出的一种有效途径，体光栅衍射旁瓣引起的串扰是影响合成效率的重要因素。基于Kogelnik的耦合波理论，分析了体光栅光谱合成系统的模型，对体光栅旁瓣引起的串扰损耗进行了计算仿真；推导并简化了有串扰情况下的多路激光光谱合成效

2、率公式。数值分析结果表明：体光栅的串扰损耗主要来源于一级至四级旁瓣，随着相邻光束的波长间距的增大，体光栅对光束的串扰损耗逐渐降低。简化后的合成效率公式计算得到的结果与简化前的公式所得结果相差小于0．5％。关键词：光栅；光谱合成；体布拉格光栅；串扰；合成效率中图分类号：O438．1文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1005—5630．2012．05．012Cross—talkanalysisofspectralbeamcombiningwithvolumeBragggratingsBAIHuijun，WANGYuefeng，WANGJu

3、nzhen，LE工Chengqiang(DepartmentofElectronicandOpticalEngineering，OrdnanceEngineeringCollege，Shijiazhuang050003，China)Abstract：SpectralbeamcombiningwithvolumeBragggratingisaneffectiveapproachtoobtainhigh—powerlaseroutput．Thecross—talkbytheside—lobeofthevolumeBragggratingisthemainf

4、actorimpactingthecombiningefficiencyofspectralbeamcombining．Amodelofspectralcombiningsystemofmulti—channelslaserbeamswithvolumeBragggrating(VBG)isestablished，basedontheKogelniktheoryofcoupledwaves．Thecross—talkbytheside—lobeoftheVBGissimulated．Byconsideringthecross—talk，thefunct

5、ionofmulti—channelslasercombiningefficiencyisbuiltandpredigested．Numericalresultsshowthatthecross—talkoftheVBGismainlyresultedfromthefirst，second，thirdandforthorderside—lobe．Asthewavelengthseparationofthebeamclosedisraised，thecross—talkofthetransmissionreduces．Theresultsbetweent

6、hepredigestedcombiningefficiencyfunctionandtheoriginalfunctionarelessthan0．5％，whichmeettherequirement．Keywords：grating；spectralbeamcombining；volumeBragggrating；cross-talk；combiningefficiency引言激光光谱合成E卜43是获得高功率激光输出的一种有效途径，在高功率激光领域起着重要作用。光谱合成技术睁61采用色散元件对不同波长的激光束进行远场和近场的光束叠加，合成光束的光束

7、。收稿日期：20120420作者简介：白慧君(1986)，男，甘肃民勤人．硕士研究生，主要从事激光合成方面的研究。·62光学仪器第34卷质量几乎与单个激光器的光束质量相当，以光热折变无机玻璃为基底材料制成的体布拉格光栅‘7。111是高功率激光光谱合成的理想器件。文中由体光栅光谱合成的原理，给出体光栅光谱合成系统的效率模型。通过对体光栅旁瓣引起的串扰损耗进行计算仿真；推导出有串扰情况下的多路激光光谱合成效率公式。1体布拉格光栅光谱合成的基本原理体布拉格光栅谱合成的原理如图1所示。在图1中，中心波长为A。和A。的两束激光从光栅两侧以相同的角度舅射到体布拉格

8、光栅上。中心波长为A-的激光束满足布拉格条件：2以。Acos0，一A，，A为光栅的周期，‰为背