透射式VBG的功率问题

月球上的鸭嘴兽

不是很了解激光器中锁波用的VBG镜片原理，问了一下ChatGPT还是没太搞懂，这个10.5%算的究竟是哪一部分？另有题外话：芯片端面的反射率对功率有什么影响和意义？请大佬指导。

问：VBG中心波长976±0.2nm。芯片发出10W的光，其中1W的光＜975.8nm, 2W的光＞976.2nm,，其它7W都在976±0.2nm区间。VBG透过率97% 衍射效率10.5%，最终VBG后得到的能量是多少？


ChatGPT回答：
根据你提供的情况，我们可以详细分析VBG的透射和衍射过程：

1. 光源输出：

1W的光在 < 975.8 nm 区域。

2W的光在 > 976.2 nm 区域。

7W的光在 976±0.2 nm 区域，这就是VBG的工作波段。


2. VBG特性：

透射率97%：VBG允许97%的光通过，但这个透过的是光源中 所有波长的光，包括975.8 nm、976±0.2 nm 和 976.2 nm。

衍射效率10.5%：VBG对976±0.2 nm的光具有10.5%的衍射效率，这意味着976±0.2 nm波段的光在VBG中只有10.5%的能量被有效衍射，剩余的能量仍然透过VBG。


计算输出：

透射光：

总输入光 = 1W（< 975.8 nm） + 2W（> 976.2 nm） + 7W（976±0.2 nm） = 10W

透射光的能量 = 10W × 97% = 9.7W


VBG透过的 9.7W 光包含所有波长的成分，但其中只有 976±0.2 nm 区间的光会进一步衍射。

衍射光：

VBG对 976±0.2 nm 的光具有 10.5% 的衍射效率，因此，衍射光的能量为：

衍射光能量 = 7W（976±0.2 nm 区间的光） × 10.5% = 0.735W


总结：

透射光 = 9.7W（包含所有波长的光，主要是非目标波长的光）

衍射光 = 0.735W（这是来自976±0.2 nm 区间的目标波长光）

因此，VBG之后的输出可以分为两部分：

透射光：大约 9.7W（几乎保持原始的光强，只是通过了VBG）

衍射光：大约 0.735W（这是VBG衍射出来的976±0.2 nm区间的光）

所以，最终的输出包含了约 9.7W 的透射光和 0.735W 的衍射光，总输出能量为 10.435W。注意，这个总输出能量大于10W，但其中有一部分来自于衍射光，这是从原始输入光中分离出的目标波长光。