基于体全息器件的波前校正结构制造技术

本发明专利技术公开了基于体全息器件的波前校正结构，包括第一体布拉格光栅(2)，入射光(1)满足布拉格条件从所述第一体布拉格光栅(2)前表面入射并从所述第一体布拉格光栅(2)的后表面衍射出光。本发明专利技术提供的基于体全息器件的波前校正结构，其结构简单，可实现光束中高频相位畸变在光束的近场直接实现校正。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及波前校正
，特别涉及一种基于体全息器件的波前校正结构。
技术介绍
高功率激光束的焦斑特性是影响其在高功率激光领域应用的关键因素之一。焦斑特性主要取决于聚焦前的光束波前相位分布，其中低频相位畸变主要决定焦斑的主瓣，中高频相位畸变主要决定焦斑的旁瓣。高功率激光在传输过程中的中高频相位畸变甚至有可能引起小尺度自聚焦效应从而导致光学元器件的破坏。到目前为止，低频的波前校正主要是利用变形镜进行校正，高频的相位畸变可以利用传统的空间针孔滤波器将其滤除，而中频的相位畸变既不能用变形镜校正，又不能通过空间滤波小孔完全抑制，本专利技术因此而来。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种基于体全息器件的波前校正结构，其结构简单，可实现光束中高频相位畸变在光束的近场直接实现校正。基于上述问题，本专利技术提供的技术方案是：基于体全息器件的波前校正结构，包括第一体布拉格光栅，入射光满足布拉格条件从所述第一体布拉格光栅前表面入射并从所述第一体布拉格光栅的后表面衍射出光。进一步的，还包括第二体布拉格光栅，所述第二体布拉格光栅设置在所述第一体布拉格光栅出射的衍射光一侧，所述第一体布拉格光栅出射的衍射光从所述第二体布拉格光栅前表面入射并从所述第二体布拉格光栅后表面衍射出光，所述第一体布拉格光栅与所述第二体布拉格光栅的光栅矢量相互正交。进一步的，所述第一体布拉格光栅和所述第二体布拉格光栅均为透射型光栅，且所述第一体布拉格光栅和所述第二体布拉格光栅均为相位型光栅。进一步的，所述第一体布拉格光栅和所述第二体布拉格光栅均采用光致热敏折射率玻璃制成。进一步的，所述光致热敏折射率玻璃为掺杂有铈、银及氟的硅酸盐玻璃。进一步的，所述第一体布拉格光栅和所述第二体布拉格光栅的栅线角度可调。本专利技术的工作原理为：当入射光以布拉格条件入射体布拉格光栅时，光束中的中高频相位畸变会使得光束频谱分布中出现相应的旁瓣，利用体布拉格光栅的角选择特性，可以将这些相位畸变带来的旁瓣有效降低，从而使得衍射光的波前特性得到优化。与现有技术相比，本专利技术的优点是：1、采用本专利技术的技术方案，将入射光以布拉格条件入射至体布拉格光栅，利用体布拉格光栅的角选择特性降低光束中的中高频相位畸变，从而对光束的中高频相位畸变在光束的近场实现校正，该波前校正结构，结构简单，在高功率激光应用中可以避免针孔空间滤波器的堵孔效应；2、采用本专利技术进一步的技术方案，光致热敏折射率玻璃制备的体布拉格光栅，激光诱导损伤阈值高，可承受10J/cm2的能量密度；3、采用本专利技术进一步的技术方案，可根据调谐光栅结构参数来调整体布拉格光栅的波前校正能力，即不同角谱的衍射效率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术基于体全息器件的波前校正结构实施例的结构示意图；图2是实际光束入射体布拉格光栅前后波前对比图，光栅角选择宽度为1.30mrad，其中(a)和(b)表示初始光束的波前分布，(c)和(d)表示光束收到相位板调制后的波前分布，(e)和(f)表示经过两块光栅后的波前分布；图3是实际光束的远场分布对比图，其中图(a)、(b)、(c)分别表示初始光束、调制光束和衍射光束的远场分布；其中：1、入射光；2、第一体布拉格光栅；3、第二体布拉格光栅。具体实施方式以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本专利技术而不限于限制本专利技术的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。参见图1，为本专利技术实施例的结构示意图，提供一种基于体全息器件的波前校正结构，其包括第一体布拉格光栅2，入射光1从第一体布拉格光栅2前表面入射后在第一体布拉格光栅2的后表面衍射出光，当入射光1以布拉格条件入射第一体布拉格光栅2时，体布拉格光栅的角选择特性，可以将光束中的中高频相位畸变带来的旁瓣有效降低，从而使得衍射光的波前特性得到优化。为了进一步优化本专利技术的实施效果，还包括第二体布拉格光栅3，该第二体布拉格光栅3设置在第一体布拉格光栅2出射的衍射光一侧，第一体布拉格光栅2出射的衍射光从第二体布拉格光栅3的前表面入射并从第二体布拉格光栅3后表面衍射出光，第一体布拉格光栅2与第二体布拉格光栅3的光栅矢量相互正交。上述第一体布拉格光栅2和第二体布拉格光栅3均为透射型光栅，且均为相位型光栅，第一体布拉格光栅2和第二体布拉格光栅3均为均匀周期体光栅。第一体布拉格光栅2和第二体布拉格光栅3还可以为双块组合式的体布拉格光栅，即每个体布拉格光栅由两块栅纹正交的子体光栅组合而成，两块子体光栅的光栅厚度或周期可以不同。第一体布拉格光栅2和第二体布拉格光栅3均由光致热敏折射率玻璃制备而成，该光致热敏折射率玻璃为掺杂有铈、银以及氟的硅酸盐玻璃，普通全息材料(卤化物银感光乳液、二色性凝胶、感光性树脂等)在热处理过程中会收缩，对于湿度也很敏感，不能承受高功率激光辐照。布拉格光栅具有优秀的布拉格选择能力，即角度选择性和光谱选择性，以及较高的衍射效率和激光损伤阈值，其入射角、衍射角、中心波长、角度(光谱)选择性等参数，可以通过改变光栅厚度、折射率调制度、光栅周期、光栅矢量倾斜角等光栅结构参数来调节。根据经典Kogelnik耦合波理论，有吸收的相位型体布拉格光栅的衍射效率为：η=exp(-2αdcR)×sin2(v2+ξ2)1+ξ2/v2]]>其中：v=πn1dλcosθ(cosθ-Kcosφ/β)]]>ξ=ΔθKdsin(φ-θ0)2(cosθ-Kcosφ/β)]]>式中：K表示光栅矢量，与光栅周期成反比，d、n1和φ分别表示光栅厚度，折射率调制度和光栅矢量倾斜角，α为吸收系数，β表示入射光的波矢量，θ0表示光栅的布拉格角，Δθ表示偏离布拉格条件的角度量。由上述衍射公式可以指导体布拉格光栅结构参数的设计，以实现所需的衍射带宽。参见本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于体全息器件的波前校正结构，其特征在于：包括第一体布拉格光栅(2)，入射光(1)满足布拉格条件从所述第一体布拉格光栅(2)前表面入射并从所述第一体布拉格光栅(2)的后表面衍射出光。

【技术特征摘要】
1.基于体全息器件的波前校正结构，其特征在于：包括第一体布拉格
光栅(2)，入射光(1)满足布拉格条件从所述第一体布拉格光栅(2)前表
面入射并从所述第一体布拉格光栅(2)的后表面衍射出光。
2.根据权利要求1所述的基于体全息器件的波前校正结构，其特征在
于：还包括第二体布拉格光栅(3)，所述第二体布拉格光栅(3)设置在所
述第一体布拉格光栅(2)出射的衍射光一侧，所述第一体布拉格光栅(2)
出射的衍射光从所述第二体布拉格光栅(3)前表面入射并从所述第二体布
拉格光栅(3)后表面衍射出光，所述第一体布拉格光栅(2)与所述第二体
布拉格光栅(3)的光栅矢量相互正交。
3.根据权利要求2所述的基于体全息器件的波...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁孝，高帆，张翔，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32