Optigrate体布拉格光栅(VBG)的类型概述——透射式(TBG)、啁啾式(CBG)、反射式(RBG)

美国OptiGrate在体布拉格光栅VBG制造方面拥有二十多年的经验，于2017年成为IPG Photonics的一员。其中，美国OptiGrate的全系列产品包括透射式体布拉格光栅(TBG)、反射式体布拉格光栅(RBG)和啁啾体布拉格光栅(CBG)。OptiGrate在光热折射玻璃中设计和制造各种类型的基于VBG的全息光学元件(HOE)，可用于激光合束/分束，fs/ps激光器脉冲压缩和角度放大等应用，飞秒脉冲压缩光栅是全球许多工业制造商的选择。

透射式体布拉格光栅（TBG）：

TBG(Transmitting Bragg Gratings)衍射光学元件是一种体布拉格光栅，当衍射光束穿过光栅的背面时，它以透射几何形状运行。基于透射式体布拉格光栅TBG的美国OptiGrate产品如下：

BragGrate™ Deflector是一种TBG元件，可实现入射光的窄光谱与窄角度选择。窄光谱线被偏离光束路径，其余光束则不受影响地通过。该技术适用于角度放大、广角光束转向系统、窄带光谱选择及光束采样等应用场景。

BragGrate™ Combiner还可以实现高反射率（90-99%）TBG以进行光谱束组合。这些元件能够将来自多个光源的偏移波长激光辐射组合成单一光束，从而提升亮度。

左图：TBG工作原理示意图。TBG在角空间中作为隔膜工作，同时在光谱空间中作为狭缝工作。

右图：TBG的谱宽随光栅厚度和波长的变化关系。

反射式体布拉格光栅（RBG）：

RBG(Reflecting Bragg Gratings)衍射光学元件是一种反射式体布拉格光栅，当衍射光束穿过正面定向入射光束的光栅表面时，它工作在反射几何形状中，这种几何形状的特殊情况之一是入射光束的逆向反射。以下有几种基于不同反射率的反射式体布拉格光栅RBG的美国OptiGrate 产品：

BragGrate™ Mirror的反射率范围是5%-99%，适用于激光器的光谱与热管理，BragGrate™反射镜集成于激光谐振腔中，可实现激光谱线窄化与热稳定化。

BragGrate™ Notch Filter采用RBG结构，具有极高的衍射效率（通常在90-99.9%之间），作为带阻滤波器使用时，可将透射光束中的单一窄激光线反射出来。

BragGrate™ Combiner是一种高反射率(90-99%)的RBG，用于光谱束组合。这些元件可将多个光源发出的偏移波长激光辐射组合成单一光束，从而提升光束亮度。

左图：RBG工作原理示意图。RBG在角空间中作为隔膜工作，同时在光谱空间中作为狭缝工作。

右图：RBG的光谱宽度随光栅厚度和波长的变化关系图示。

啁啾体布拉格光栅（CBG）：

CBG(Chirped Bragg Gratings)衍射光学元件是一种沿光束传播方向周期逐渐变化的反射式布拉格光栅。该特性使得不同波长的光线从光栅内部不同全息记录平面反射。基于啁啾体布拉格光栅CBG的美国OptiGrate产品包括：

BragGrate™ Pulse是一种CBG光栅，也可叫做飞秒脉冲压缩光栅，可实现超短激光脉冲的展宽与压缩。通过改变光在飞秒脉冲压缩光栅中的传播方向，同一元件既可作为展宽器，也可作为压缩器使用。

BragGrate™ Tuner是一种CBG光栅，可在激光谐振腔中作为输出耦合器或高反射率镜使用。它既能实现激光辐射的光谱稳定化，又能进行调谐操作。

CBG工作原理示意图。CBG可将布拉格镜的光谱宽度扩展至数十纳米，它们能在衍射光束中实现不同波长的空间分离(即激光脉冲的调频效应)。