1 燕山大学 电气工程学院，河北 秦皇岛 066004
2 河北科技师范学院 机电工程学院，河北 昌黎 066600
针对密集波分复用系统中多信道色散补偿问题，文章首先采用传输矩阵法对取样光栅进行了分析，然后介绍了在此基础上通过调节线性啁啾系数所进行的仿真实验。仿真结果表明，在多信道色散补偿中，啁啾取样光栅反射谱的反射率非常均匀，且都达到了90%以上；时延谱具有很好的一致性，最小时延抖动＜40 ps；色散图也比较均匀，能完成正负色散的补偿，且在仿真中色散值可以不超过500 ps/nm。
取样光栅 线性啁啾 色散补偿 反射谱 sampled fiber grating linear chirp dispersion compensation reflective spectrum
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
针对高功率激光装置内部最易产生受激布里渊散射(SBS)效应的大口径取样光栅(BSG)元件, 测试了经过化学刻蚀、紫外激光清洗作用处理后, 大口径光学元件BSG侧面在355 nm激光辐照下的损伤阈值、损伤形态以及产生的石英颗粒气溶胶对环境污染程度的分析。结果表明: 经过化学刻蚀, BSG侧面的损伤阈值提高78%, 基本与通光面的损伤阈值相当, 而经过紫外激光处理后的损伤阈值提升不高, 仅为通光面损伤阈值的56%。侧面对比分析了相同激光能量辐照下样片侧面产生的气溶胶污染状况, 结果表明紫外激光处理同样可以提高光学元件侧面产生污染物的阈值, 且对光学元件性能没有影响。通过微观形貌和对通光口径影响分析表明, 紫外激光清洗处理比化学刻蚀具有更好的安全性和适用性。
取样光栅 激光预处理 激光清洗 化学刻蚀 beam sampling grating laser conditioning laser cleaning chemical etching
提出一种基于马赫-曾德尔干涉仪(MZI)和取样光纤布拉格光栅(SFBG)的新型光分插复用器(OADM), 它由两个并联马赫-曾德尔干涉仪和四个取样光纤布拉格光栅组成。对该光分插复用器的输出特性进行了理论仿真, 研究得出通道间隔为0.8nm时下载和输出端口的光谱特性, 研究发现干涉仪的臂长差和取样光栅的中心波长差是决定光分插复用器输出特性的主要因素。调节一个马赫-曾德尔干涉仪上的臂长差和取样光栅的中心波长, 可以实现信号下载可调功能或直通功能。
光纤通信 光分插复用器 马赫-曾德尔干涉仪 取样光栅 可调谐 fiber communication OADM Mach-Zehnder interferometer sampled gratings tunable
提出了一种可用于制作高反射率纯幅度取样光纤光栅的拼接技术方案，并对拼接误差和拼接次数对取样光栅光谱特性的影响进行了详细的理论分析和研究。理论分析结果表明，采用拼接技术可以获得良好的多波长取样光纤光栅反射谱，拼接误差对取样光栅反射谱的影响主要取决于拼接次数。在拼接三次时，可接受的拼接误差仅为±0.1μm；但在只拼接一次的情况下，拼接误差达±5μm时仍可获得良好的多波长反射谱。
取样光栅 高反射率 拼接 拼接误差 拼接次数 sampled gratings high reflectivity splicing splicing error splicing times
1 湖北工业大学理学院, 湖北 武汉 430068
2 华中科技大学光电子科学与工程学院武汉光电国家实验室， 湖北 武汉 430074
3 武汉理工光科, 湖北 武汉 430074
4 武汉光迅科技股份有限公司， 湖北 武汉 430074
根据取样光栅分布布拉格反射器(SGDBR)型激光器的波长调谐原理，设计出用于SGDBR型激光器的波长自动控制系统。利用该系统对自行研制的SGDBR型激光器进行了准确、快速的波长扫描，为器件的动态性能研究奠定了测试基础。
取样光栅分布布拉格反射器型激光器 波长自动控制 波长扫描 SGDBR laser automatic wavelength control wavelength scanning
天津理工大学电子信息工程学院天津市薄膜电子与通信器件重点实验室,计算机与通信工程学院教育部通信器件与技术工程研究中心, 天津 300384
设计了具有双峰滤波特性的相移光栅及取样光栅, 利用传输矩阵方法对其滤波特性进行了研究。结果表明, 多π相移光栅及π相移取样光栅均可获得双峰滤波特性, 并且π相移取样光栅比多π相移光栅具有更好的双峰滤波特性, 其反射频谱的旁峰幅度比多π相移光栅低得多。调整π相移取样光栅的占空比(取样长度与取样周期的比值)位于0.66～0.8范围内时, 得到了更好的双峰滤波特性, 特别是占空比为0.75时其旁峰反射率整体上处于最低值。
光纤光学 相移光栅 取样光栅 双峰滤波 占空比
1 江苏科技大学数理学院， 江苏 镇江 212003
2 苏州大学信息光学工程研究所， 江苏 苏州 215006
光束取样光栅(BSG)是一种重要的用于光束取样诊断的衍射光学元件。以2块取样光栅代替单块光栅作为初始光学结构，运用Zemax光学设计软件采用分步优化的方法设计了具有消像差功能的光栅对结构，此方法比采用Matlab语言编程计算的方法消像差更快捷、更灵活，同时可以验证程序计算结果的正确性。设计结果显示：再现的会聚光经2块光栅衍射后在像平面上点列图中的均方根半径仅为0.506μm，单块取样光栅的均方根半径则为7.284μm，说明2块光栅能够做到像差互相矫正，其像质明显好于单块取样光栅。另外，设计出的双光栅光学系统，可进行远场光斑质量检测，为激光束性能的在线诊断提供了行之有效的技术支持。
取样光栅 光学设计 分步优化 消像差 beam sampling grating optical design step-by-step optimization aberration-free
用粒子群优化(PSO)算法对二元相位取样光栅进行优化设计。实现了利用二元相位取样光栅对多信道色散和色散斜率的同时补偿。设计得到的二元相位取样光栅的反射谱各信道均匀，时延线性好，带宽、色散量和色散斜率可以根据实际的光纤类型来调整，对折射率调制要求较低。由于只有π相移，因此其制作比多级相位取样光栅相对简单。与其他优化方法相比，粒子群优化算法具有简单、收敛速度快等优点。
光纤布拉格光栅 粒子群优化算法 二元相位取样光栅 色散补偿 fiber Bragg grating PSO algorithm binary phase-sampled FBG dispersion compensation
四川大学 物理科学与技术学院,四川 成都 610064
光束取样光栅(BSG)是应用于惯性约束聚变(ICF)驱动器终端光学系统中的重要光学元件,它可将极小部分激光能量(约0.1％)从主光路中分离出来,为系统激光参数的精密诊断提供取样信号。然而在实际应用中,由于系统光路结构复杂,入射到BSG的光束与理想情况总存在一定的偏差,影响了BSG取样光束信号的准确性和有效性。基于菲涅耳全息记录与再现原理,建立了BSG的使用状态模型并对其光束取样过程进行了深入研究,重点分析了照明光束存在波长偏移、入射角偏差或相位畸变时,BSG取样光斑位置及其能量分布的规律。为实际工程系统中BSG的应用调整提供了参考。
衍射 光束取样光栅 菲涅耳全息理论 使用状态模型 相位畸变
苏州大学 信息光学工程研究所,江苏 苏州 215006
在惯性约束聚变(ICF)终端光学聚焦系统中,采用取样光栅将透射的高功率三倍频光按约0.5%的效率进行聚焦采样,送入能量计中进行诊断。提出了用取样光栅对结构取代单取样光栅,通过合理选择系统参数,包括两块光栅的距离、光栅倾斜角度等,设计出的消像差取样光栅可同时进行能量诊断、光脉冲响应测量、以及远场光斑质量的检测。计算结果显示:光程差从8.3 cm降低到8.7 mm,像点的均方根半径为0.777 μm,达到衍射极限和使用要求。这为ICF系统中激光能量、波前畸变的诊断提供了一种可供选择的新诊断装置。
惯性约束聚变 取样光栅 光线追迹 光程补偿 消像差 ICF beam sampling grating ray tracing optical path compensation aberration-free
