体布拉格光栅色散对衍射光束质量的影响

基于衍射理论，建立了光束经过体布拉格光栅衍射的光束质量分析模型。在考虑入射光束参数和体布拉格光栅参数的情况下，分析任意光束经过体布拉格光栅衍射的光场分布，计算得到二阶矩意义下的束腰和光束质量M2因子，并分析了体布拉格光栅空间周期、入射光束尺寸、光谱线宽和初始入射光束质量M2对衍射光束质量的影响。研究结果表明，衍射光束质量受体布拉格光栅和入射子束共同影响：体布拉格光栅周期越小，其空间色散越严重；入射子束尺寸越大、光谱线宽越宽、初始光束质量越差，衍射后的输出光束质量劣化越明显。该模型给出了衍射后的光束质量表示，可方便快捷地得到不同输入光束衍射后的光束质量。在最高入射功率达千瓦量级时，实验测量了初始M2和光谱线宽两部分贡献对衍射光束质量的结果，并与相应理论分析进行了比较。