衍射光栅的核心应用（二）

衍射光栅是一种高分辨率的光学色散元件。随着衍射光栅制造技术的不断发展，各类型的光栅相继而出，光栅的用途也日益广泛，如今衍射光栅不仅可用于光谱学，还能广泛用于惯性约束聚变、激光加工、天文、计量、光通讯、AR显示等众多领域。

03光栅在同步辐射中应用

同步辐射是速度接近光速的带电粒子在磁场中作圆周运动时，沿切线方向发出的电磁辐射，现已成为一种具有广泛应用的高性能光源，在原子分子物理、凝聚态物理、材料科学、光化学、表面物理、医学、分子生物学等许多科学技术领域中均有广泛应用。

从储存环辐射出的光谱覆盖x射线到远红外，根据不同的实验要求可以通过光束线来选取不同的波段。光束线是指储存环和实验站之间的连接部分，由前置镜、衍射光栅、后置镜等构成。光栅单色器通常采用恒偏角配置，即入射光与经光栅的衍射光，两者之间的夹角固定，通过转动光栅改变入射角，来改变出光的波长，实现将同步辐射光单色化的作用。

在低能区的同步辐射光源中，常用的光栅有真空紫外闪耀光栅、软X射线Laminar光栅和变间距光栅等几种。

04光栅在光谱合束中应用

半导体激光器及其泵浦的光纤激光器等具有高电光转换效率、寿命长、体积小和质量小等优点，广泛用于材料加工、医疗、通讯以及军事技术等领域。高功率激光器的研制是国家科技部门关注的重点方向之一，而激光合束技术是进一步提高激光器功率以及光束质量的关键技术。高功率激光器合束方式包括常规激光合束(TBC)、密集波长合束(DWDM)和光谱合束(SBC)等。光谱合束技术具有合束效率高、合束光束质量好的特点，因而被广泛用于各类kW甚至数十kW级激光器的研制。应用于光纤激光器光谱合束时，该技术能在较为宽松的条件下，采用中心波长不同、谱宽窄的多束单模光纤激光进行光谱合束，实现近衍射极限的高能激光输出。

光谱合束激光器一般由激光光源、转换透镜、衍射光栅及输出耦合镜组成。光栅位于转换透镜后焦面，激光光源输出不同波长的激光经转换透镜后会聚于衍射光栅上一点；不同波长、不同入射角的激光经衍射光栅后，-1级衍射光以相同角度出射，并经输出耦合镜输出，从而获得高功率及高光束质量激光。

多光束合成技术是实现高功率和高光束质量激光输出的重要技术途径。通过特定的合束方法不仅可以提升输出激光功率，还可以保证输出激光具有优良的光束质量。总之，光谱合成技术主要是利用光栅的色散能力，通过色散的逆过程将多个具有不同中心波长、以不同角度入射的窄线宽激光以共孔径出射的方式实现光束合成。

审核编辑：汤梓红