Bragg体光栅制备及其带宽特性研究

本课题主要开展了Bragg体光栅的制备技术、带宽特性和衍射特性及其在激光技术中的应用研究。解决了光热折变（PTR）玻璃的制备和优化问题，解决了Bragg体光栅制备工艺和热处理工艺，制备了透射型Bragg体光栅和啁啾Bragg器件。建立了电场任意方向入射光栅的理论模型，利用多波理论推导出相应的耦合波方程，得到了p光和s光入射情况下的衍射效率公式，以及相应的角度选择曲线和光谱选择曲线随光栅参数的变化情况，并开展了Bragg体光栅的偏振特性实验研究。开展了Bragg体光栅带宽特性与角度选择性和衍射效率的关系研究，明晰了光栅带宽、衍射效率和角度选择特性与光栅结构参数的关系。. 将Bragg体光栅成功应用于激光技术研究中。提出了基于面结构光栅和Bragg体光栅组合的“三明治”结构，实现了基于这种“三明治”宽带角选择近场滤波，带宽扩展了约25倍，达到65nm。提出并实现了基于Bragg体光栅和传统空间滤波器的混合滤波技术，改善了传统滤波器的性能，激光近场调制度和对比度大大改善；并且混合滤波器可以放宽空间滤波器中小孔的口径，在不改变原有激光结构的条件下获得更低的截止频率，对于抑制堵孔效应以及提高光束近场质量等具有重要的意义。. 利用啁啾Bragg体光栅组合实现了大的群色散延时，并讨论了CVBG的色散问题。将激光脉冲从约20ps展宽到纳秒量级，实验结果与基于传输矩阵的模拟结果一致。分析了时域波形的畸变，并发现这种畸变由CVBG的光谱剪切和不均匀的反射谱引起。采用高功率激光1064nm/10ns/1-1.5J和1053nm/3ns/50J激光器开展了Bragg光栅激光损伤实验研究，利用1kW连续波光纤激光开展了Bragg体光栅的损伤特性研究，验证了Bragg体光栅可应用于高功率激光系统中。此外，开展了半导体激光输出光谱稳定研究以及采用透射型Bragg体光栅开展了光束合成初步研究。开展了基于透射型Bragg体光栅的近场滤波光束波前特性分析，实验发现经过Bragg体光栅后光束波前明显改善。本课题的研究结果为今后开展Bragg体光栅的设计和制备、带宽特性研究以及Bragg体光栅在激光技术等方面的应用研究奠定了技术基础。