Обзор объёмных Брэгговских решёток (VBG)
Объемные брэгговские решетки (VBG)
Технология записи объемных брэгговских решеток основана на использовании уникального оптического стекла. Оптическое стекло Brag glass позволяет изготавливать дифракционные решетки фазового объема с абсолютной дифракционной эффективностью более 99% и термической стабильностью 400 °C. Оптические элементы из стекла Bragg glass имеют порог лазерного повреждения 40 Дж / см2 для импульсов 8 нс и устойчивость к непрерывному лазерному излучению в ближнем ИК-диапазоне. Объемные брэгговские решетки обеспечивают узкую спектральную селективность до 20 мкм и угловую до 100 мкрад.
Оптическое стекло Brag glass
Технология высокоэффективных дифракционных оптических элементов, производимых OptiGrate, основана на линейной фоточувствительности в оптическом стекле (фото-термо-рефрактивное или ФТР-стекло), которое представляет собой силикатное стекло, легированное церием, серебром и фтором.
Спектр поглощения Brag Glass
Свойства стекла BragGlass:
- Диапазон светочувствительности: от 280 до 350 нм
- Прозрачность: от 350 до 2700 нм
- Поглощение в ближнем ИК-диапазоне: ниже 0,0001 см-1
- Показатель преломления: 1,49
- Аббе номер: 60
- Фотоиндуцированное увеличение показателя преломления: до 1200 ppm
- Пространственные частоты: от 0 до 10 000 мм-1
Отражающие решетки Брэгга (RBG)
Дифракционный оптический элемент RBG представляет собой объемную брэгговскую решетку, работающую в отражающей геометрии, когда дифрагированный луч пересекает поверхность решетки, фронтально ориентированную по отношению к падающему лучу. Одним из частных случаев этой геометрии является обратное отражение падающего луча.
Схема работы отражающей решетки Брэгга. RBG работает, как диафрагма в угловом пространстве, в то же время, как щели в спектральном пространстве.
Существует несколько продуктов OptiGrate на основе элементов RBG с разной отражательной способностью:
-
Зеркало BragGrate - это объемная отражающая брэгговская решетка, записанная в массиве светочувствительного силикатного стекла. Зеркала BragGrate помещаются в лазерный резонатор, который позволяет управлять спектром и температурой лазерного излучения. Модальная структура лазера контролируется выбором продольной моды с полосой пропускания до 10 ГГц и настраиваемыми центральными длинами волн с точностью 0,1-0,5 нм. Зеркала BragGrate обладают рекордно низким уровнем поглощения и рассеяния, что позволяет им выдерживать высокие оптические плотности до 10 Дж / см2.
Зеркало BragGrate, встроенное в лазерный резонатор, обеспечивает сужение спектра лазерной линии и термостабилизацию.
Схема стабилизации стержня LD с помощью зеркала BragGrate
- Notch фильтр BragGrate - это отражающая решетка брэгга (RBG) с очень высокой дифракционной эффективностью, обычно в диапазоне 90-99,9%, которая служит полосовым фильтром, отражающим одну узкую лазерную линию из проходящего луча.
Сверх низкочастотный рамановский спектр сверх решетки SiGe при 532 нм с использованием Notch Filters LabRAM HR Evolution и BragGrate
BNF позволяют одновременно измерять стоксовы и антистоксовы полосы комбинационного рассеяния до 5 см -1 с помощью одноступенчатого спектрометра. Фильтры Notch могут выдерживать температуры до 400 °C и полностью экологически стабильны с практически неограниченным сроком службы. Центральные длины волн фильтров могут быть настроены на угол в несколько нанометров без уменьшения оптической плотности фильтра.
- BragGrate Combiner– это передающая или отражающая объемная брэгговская решетка (или набор решеток), позволяющая комбинировать спектральные лучи. Комбайнер объединяет лазерное излучение от множества источников в единый, почти ограниченный дифракцией луч с повышенной энергетической яркостью. Это простой и надежный метод объединения мощного лазерного излучения с рекордной спектральной яркостью. Превосходные механические свойства и независимый от температуры показатель преломления позволяют сумматорам выдерживать мощное лазерное излучение, что делает их идеальными элементами для мощных лазеров.
Схема объединения спектральных лучей с 4 rомбайнерами BragGrate
Спектральная ширина RBG в зависимости от толщины решетки и длины волны
Зеркало BragGrate |
Дифракционная эффективность 3 - 99.7% |
Ширина полосы 20 мп-20 нм |
Апертура до 35х35 мм2 |
|
Notch фильтр BragGrate |
Достигаемое ослабление 99.99% |
Рабочий диапазон длин волн 400 - 2500 нм |
Апертура до 25х25 мм2 |
|
BragGrate Combiner |
Дифракционная эффективность 90 - 99% |
Ширина полосы 50 пм - 20 нм |
Апертура до 50х50 мм2 |
Передающие решетки Брэгга (TBG)
Дифракционный оптический элемент TBG представляет собой объемную брэгговскую решетку, работающую в передающей геометрии, когда дифрагированный луч пересекает заднюю поверхность решетки.
Продукт OptiGrate на основе передающего элемента TBG:
BragGrate Deflector – это пропускающая объемная брэгговская решетка, записанная в массиве светочувствительного силикатного стекла. Дефлектор действует, как селектор режимов очень узкой полосы в угловом и спектральном пространствах и обеспечивает спектрально избирательное управление лучом и угловое увеличение. Спектральная фильтрация составляет всего 0,1 нм и позволяет легко достичь углов отклонения до 45 градусов. Решетка встроена в стеклянный материал и устойчива к воздействию света мощностью более 1 кВт, температурам> 400 ° C и полностью экологически устойчива.
Схема спектрального и углового фильтров с BragGrate Deflector. Узкая спектральная или угловая селекция отклоняется от падающего луча.
BragGrate Deflector |
Дифракционная эффективность 5 - 99% |
Рабочий диапазон 400 - 2700 нм |
Апертура 50х50 мм2 |
Чирпированные решетки Брэгга (CBG)
Дифракционный оптический элемент CBG представляет собой отражающую решетку Брэгга с периодом, постепенно изменяющимся вдоль направления распространения луча. Эта особенность приводит к отражению волн различной длины от разных голографически записанных плоскостей внутри решетки.
Продукты OptiGrate на основе элементов CBG:
BragGrate Pulse – это доступный продукт на основе чирпированной брэгговской решетки (CBG), предназначенный для растяжения и сжатия фемтосекундных и пикосекундных лазерных импульсов в системах усиления чирпированных импульсов и других системах ультракоротких импульсных лазеров. Это объемная брэгговская решетка в отражающей геометрии с периодом, который постепенно изменяется вдоль направления распространения луча (CBG). Это наиболее компактное и надежное решение для стретчера / компрессора для высокоэнергетических и сверхкоротких импульсных лазерных систем с высокой средней мощностью.
Форма выходного луча после прохождения импульса BragGrate Pulse толщиной 30 мм в обоих направлениях
Tuner BragGrate - представляет собой отражающую объемную брэгговскую решетку с периодом чирпирования в одном направлении через ее апертуру, записанную в объеме светочувствительного силикатного стекла. Tuner BragGrate можно использовать в качестве выходного ответвителя или зеркала HR в лазерном резонаторе. Он позволяет осуществлять, как спектральную стабилизацию, так и настройку лазерного излучения. Высокий порог лазерного повреждения делает эти решетки подходящими для использования в импульсных лазерах большой мощности и высокой энергии. Перестраиваемые лазеры на основе TCBG просты, компактны и надежны. Для настройки длины волны необходим простой линейный перенос решетки без угловой регулировки. Лазеры с TCBG могут работать в режиме SLM.
|
BragGrate Pulse |
Рабочий диапазон 700 - 2500 нм |
Эффективность 50 - 99% |