介绍
衍射光束采样器用于监视高功率激光器，在该激光器中，必须将透射光束的光损耗和波阵面畸变保持在最低水平。
在大多数应用中，大多数入射光必须以“零级”保持前进，并“不受影响”，同时将少量光束衍射为更高阶，以提供光束的“样本”。
通过将采样的光以较高的阶次引导到检测器上，不仅可以实时监视激光束的功率水平，还可以监视其轮廓。
工作原理
操作原理非常简单。入射光束为准直的输入光束，输出光束以一定的分离角从衍射光学元件（DOE）射出，该分离角是在DOE设计期间根据客户的系统要求确定的（请参见下图1）。分离角度非常精确（误差小于0.03mR）。光束的分离是为远场设计的，因此随着光束在DOE之后继续传播，它们变得更加清晰。
通常，客户希望在特定距离获得聚焦良好的点。这可以通过在DOE之后添加一个简单的聚焦透镜轻松实现，该透镜的BFL（后焦距）确定了到多点焦平面的工作距离（WD）。参见下面的图2。
衍射光束采样器允许高功率光束（零级）沿光轴传播，但会产生两个低能量的侧向光束。这两个样本光束位于主光束的左右两侧（-1和+1阶），其特征在于它们之间的分离角和客户要求的样本功率比是预定的。分离角是采样角的两倍（图1中的α）。
典型设置
图1：光束采样 DOE基本设置
图2：带有聚焦透镜的光束采样器DOE
图3：应用示例：具有PID控制器的激光稳定器
选择合适的镜头
使用工作距离WD，采样角度和D（从光轴到主光束的采样光束之间的距离[0阶]）之间的以下数学关系，很容易为应用选择合适的镜头：
D：从光轴到主光束的采样光束之间的距离[0阶]
WD：工作距离
α：采样角度（采样光束与主光束之间的角度[见图1]）
焦平面上的光斑大小由以下公式给出：
L：工作距离
λ：波长
D：输入光束尺寸
M2： 输入激光光束的M2值
设计注意事项和限制
在采样率为1％的配置中，主光束（0阶）的功率效率约为97.5％，而+1和-1阶的功率效率为1％。剩余功率在其他（寄生）阶次之间分配。
最小输入光束大小由特定于当前应用的各种设计参数确定，并至少为 DOE中周期大小的 3倍。周期依次由以下公式给出：
Λ= DOE的周期
m =衍射级
λ=波长
α=采样角
在“周期”非常大且激光束很小的情况下，用户可以使用与其波长和所需放大倍数匹配的扩束器加宽输入光束。
公差范围
通常，由于蚀刻中的标准公差，采样率可以在特定范围的期望比率附近变化，该特定范围根据波长而不同。
