一种rgb三色光合束器及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种RGB三色光合束器及其制备方法。它包括两个相同的等腰直角棱镜、以重铬酸盐明胶为全息记录介质的透射体位相全息光栅G1和反射体位相全息光栅G2；透射体位相全息光栅G1的峰值条纹面与光栅表面垂直，反射体位相全息光栅G2的峰值条纹面与光栅表面平行；两个等腰直角棱镜的底面相向而置，两底面之间分别放置透射体位相全息光栅G1和反射体位相全息光栅G2，由环氧树脂粘合封装。本发明依据布喇格条件确定光栅参数，利用Kogelnik耦合波理论分别对透射VPHG和反射VPHG的衍射效率进行优化设计，具有衍射效率高，信噪比高，散射低，吸收低的特点，用于合束时光束能量损耗小，能有效提高光能的利用率。
【专利说明】—种RGB三色光合束器及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及ー种RGB三色光合束器及其制备方法，属于信息光学【技术领域】。
【背景技术】
[0002]体位相全息光栅(VPHG )具有衍射效率高、波长选择性和角度选择性强、信噪比高、散射低、吸收低以及制作成本低廉等特点，在高分辨率光谱仪器、波分复用以及脉冲压缩等【技术领域】具有广泛应用。
[0003]本世纪初起，随着对高能激光需求的日益增进，对激光合束器的理论和实验研究得到发展。1999年，美国麻省理工学院林肯实验室发明了ー套合成装置，用平面光栅同时控制每个器件发出不同波长的光束，使各个光束在近场和远场实现叠加(參见文献=Cook Cし and Fan T Y Spectral beam combining oi fb—doped fiber lasers in an externalcavity.0SA TOPS, Advanced solid lasers，1999，26:163-166.)? 2003 年，Igor V 和Ciapurin等人对透射型体光栅频谱组束方案参数优化进行了研究，对高斯光束进行了仿真模拟，并对反射型体光栅的衍射特性进行了分析(參见文献:①Ciapurin I V Glebov L B,bmimov V 丄.bpectral combing of high-power fiber laser beams using Bragg gratingin PTR glass.Proc.0f SPIE, 2004，5335:116-124.②Ciapurin I V,Glebov L B.Modelingof Gaussian beam diffraction on volume Bragg gratings in PTR glass[C], Proc.SPIE, 2005, 5742:183-194.)。2008年，Andrusyak等人利用四个反射式体布拉格光栅(VBG)实现了五路高功率光钎激光器的光谱合成(參见文献:Andrusyak 0, Ciapurin I, SimirnovV, et al External and common cavity high spectral Density Beam しombing of highPower Fiber Lasers[c]P roc.SPIE, 2008，6873:687314.)。
[0004]近年来，国内也陆续开展了用于光谱合成的合束器研究。2008年，占生宝、赵尚弘等人对记录材料为PTR (光敏玻璃)的透射体布拉格光栅的频谱组束进行了相关研究(參见文献:基于透射体布拉格光栅频谱组束的研究[J].光电子?激光，2008，19 (3):318—321.);蒲世兵、姜宗福等人基于VBG建立了一套光谱合成的物理模型，数值模拟了两路和三路高斯线性光谱的激光合成(參见文献:基于体布拉格光栅的光谱合成的数值分析[J].强激光与粒子束，2008，20 (5):721-724.)。2010年，刘莉、谭吉春等人设计了 90°配置布拉格光栅并束光路并进行了两束不同波长的激光井束以及两束同种波长激光的并束实验(參见文献:基于体布拉格光栅的波束合成技术研究及实现[J]-国防科技大学学报2010, 32(2).)。现有技术中，合束器通常用于波长间隔较小的高能量激光束之间的合束。
【发明内容】
[0005]本发明针对现有技术存在的不足，提供一种结构简单，制备成本低廉，具有光束能量损耗小，光能利用率高的RGB三色光合束器及其制备方法。
[0006]实现本发明目的的技术方案是ー种RGB三色光合束器，它包括两个相同的等腰直角棱镜、以重铬酸盐明胶为全息记录介质的透射体位相全息光栅Gl和反射体位相全息光栅G2 ;透射体位相全息光栅Gl的峰值条纹面与光栅表面垂直，反射体位相全息光栅G2的峰值条纹面与光栅表面平行；两个等腰直角棱镜的底面相向而置，两底面之间分别放置透射体位相全息光栅Gl和反射体位相全息光栅G2，由环氧树脂粘合封装；所述的等腰直角棱镜的材料为BK7玻璃；所述RGB三色光它们的入射关系分别为:RGB三色光的光束与合束光互为90度角，RGB三色光中，一束光以透射形式通过光栅Gl和G2，用Osmss2表示，其余的两束光中，一束光入射到Gl，经衍射通过Gl后透射通过G2，用Oetnst2表示，另一束入射到G2，经衍射通过G2，用0衍G2表示。
[0007]本发明技术方案所述的RGB三色光合束器，由三个\ /2波片分别置于激光器与等腰直角棱镜的每个直角面之间。
[0008]一种制备如上所述的RGB三色光合束器的制备方法，包括如下:
[0009]1、透射体位相全息光栅Gl的结构參数为:
[0010](I)空频fl满足以下条件:f\ = I/A1，其中，A1为光栅Gl的周期，入射光0tfiG1透
e2的波长满足
【权利要求】
1.ー种RGB三色光合束器，其特征在于:它包括两个相同的等腰直角棱镜、以重铬酸盐明胶为全息记录介质的透射体位相全息光栅Gl和反射体位相全息光栅G2 ;透射体位相全息光栅Gl的峰值条纹面与光栅表面垂直,反射体位相全息光栅G2的峰值条纹面与光栅表面平行；两个等腰直角棱镜的底面相向而置，两底面之间分别放置透射体位相全息光栅Gl和反射体位相全息光栅G2，由环氧树脂粘合封装；所述的等腰直角棱镜的材料为BK7玻璃；所述RGB三色光它们的入射关系分别为:RGB三色光的光束与合束光互为90度角，RGB三色光中，一束光以透射形式通过光栅Gl和G2,用Oseise2表不,其余的两束光中，一束光入射到Gl，经衍射通过Gl后透射通过G2，用Oewst2表示，另一束入射到G2，经衍射通过G2，用0衍G2表不。
2.根据权利要求1所述的ー种RGB三色光合束器，其特征在于:三个/2波片分别置于激光器与等腰直角棱镜的每个直角面之间。
3.一种制备如权利要求1所述的RGB三色光合束器的制备方法,其特征在于: 透射体位相全息光栅Gl的结构參数为: (1)空频fl满足以下条件:f\= I/A1，其中，A1为光栅Gl的周期，入射光Oeeisc2的波长满足
【文档编号】G02B27/10GK103592770SQ201310585704
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年11月19日 优先权日:2013年11月19日
【发明者】刘辉, 唐敏学 申请人:苏州大学