главная   оптика   волоконная оптика   спектроскопия   лазеры   лазерные системы
 
   
Главная / Оптика / Компоненты оптических схем / Брэгговские структуры / Брэгговские (диэлектрические) зеркала
 
 
Оптика /
  Тысячелетняя история развития оптики
  Природа света. Свойства электромагнитного излучения
  Законы оптики и оптические эффекты
  Компоненты оптических схем
  Оптические линзы
  Оптические призмы
  Оптические фильтры
  Фотоприемники
  Брэгговские структуры
  Электрооптические модуляторы
  Поляризационная оптика
  Светоотражатели
  Дифракционные решетки
  Оптические материалы
  Оптические системы
  Свет и энергетика
  Зрение
Волоконная оптика
Спектроскопия
Лазеры
Лазерные системы
Телекоммуникации и связь
 
Выставки и конференции
Новости науки и лазерной техники
 
О проекте
Ссылки

 

Брэгговские (диэлектрические) зеркала

Перевод Геннадия Постникова

Определение: брэгговское зеркало (Bragg mirror, DBR-distributed Bragg reflector) - оптический элемент, основанные на брэгговском отражении в периодической структуре.

Брэгговские зеркала (также называемые распределенными брэгговскими отражателями) являются структурой, которая состоит из чередующейся последовательности слоев двух различных оптических материалов. Наиболее часто используется конструкция в виде четвертьволнового зеркала, где толщина каждого оптического слоя соответствует четверти длины волны, для которой разработано зеркало. Последнее условие работает для нормальных углов падения (90 град). Для больших углов падения необходимы более толстые слои.
Принцип действия брэгговского зеркала можно объяснить так: на каждой границе между двумя прозрачными материалами с различными коэффициентами преломления происходит френелевское отражение. Для длины волны, для которой разрабатывается зеркало, разность длины оптического пути для лучей, отразившихся в каждом последующем слое, различается  на половину длины волны, вдобавок к этому контраст коэффициента отражения имеет различный знак. Поэтому все отраженные от поверхностей волны интерферируют, в результате чего появляется четкое отражение. Достигаемая отражательная способность зависит от количества парных слоев и от показателя преломления, различающегося между материалами слоев. Ширина полосы отражения зависит главным образом от контраста.

Проникновение электрического поля в брэгговское зеркало Рисунок 1 показывает проникновения поля в брэгговское зеркало, состоящее из 8 парных слоев оксида титана и оксида кремния. Синяя линия показывает интенсивность на длине волны 1000 нм , падающей с правой стороны. Примечательно, что интенсивность поля вне зеркала осциллирует из-за интерференции распространяющихся навстречу волн. Серая линия показывает интенсивность на длине волны 800 нм, где основная часть излучения может свободно пройти сквозь слои зеркала.

 

 


Отражательная способность и хроматическая дисперсия брэгговского зеркала На рисунке 2 показано отражение и хроматическая дисперсия как функции длины волны. Отражательная способность выше, чем у некоторых оптических сигналов, она зависит от показателей преломления использованных материалов и от количества парных слоев. Дисперсия рассчитывается исходя из второй производной фазы отражения в соответствии с оптической частотой. Она мала в центре отражающей решетки, но быстро возрастает, приближаясь к краям.

 

 

 

Проникновение электрического в брэгговское зеркало как функция длины волны Проникновение электрического поля оптического излучения в брэгговское зеркало, как функция длины волны. Цвета указывают на интенсивность излучения в зеркале.
На рисунке 3 цветом показано поле проникновения оптического излучения в зеркало. Можно увидеть, что вне отражающей решетки есть небольшое поле проникновения.


 

 

 

Типы брэгговских зеркал

Брэгговские зеркала могут быть произведены с использованием различных технологий.
• Диэлектрические зеркала основаны на технологии тонких слоев, созданных например с помощью электронно-лучевого или ионно-лучевого напыления, используются в лазерных зеркалах и в полупроводниковых лазерах. Структура зеркала состоит из аморфных материалов.
Волоконные брэгговские решетки, включая волоконные решетки с большим периодом, часто используются в волоконных лазерах и других волоконных устройствах. Они могут быть изготовлены посредством облучения волокна, например, ультрафиолетовым светом. Точно так же объемные брэгговские решетки могут быть сделаны в светочувствительном объемном стекле.
• Полупроводниковые брэгговские зеркала могут быть изготовлены с использованием литографических методов. Их используют, например, в лазерных диодах, обычно в полупроводниковых лазерах с вертикальным резонатором (VCSEL, VECSEL).
• Различные виды брэгговских отражателей используют в волноводах, основанных на гофрированных волноводных структурах, которые можно произвести с помощью литографии. Такие типы решеток используют в некоторых распределенных брэгговских отражателях или в лазерных диодах с распределенной обратной связью.
Также есть другие модели многослойных зеркал, которые отличаются от простой четвертьволновой модели. Главной особенностью является низкая отражательная способность для одинаковых слоев, но их можно оптимизировать, например, как дихроичное зеркало или как зеркало с линейно изменяющейся постоянной  для компенсации дисперсии (чирпированные зеркала).

По материалам интернет-энциклопедии www.rp-photonics.com

 

 

 
Кафедра Лазерной техники БГТУ 'Военмех'

Онлайн-конвертер

 
         
 
  разработка сайта NINSIS   190005, Санкт-Петербург, ул. 1-я Красноармейская, д. 1
тел/факс: +7 (812) 316-49-09
www.laser-portal.ru