Главная / Библиотека / Брэгговские зеркала

Брэгговские зеркала

Брэгговские зеркала

Брэгговские зеркала

Устройство брэгговских зеркал (отражателей)

Тонкие брэгговские зеркала представляют собой структуру, состоящую из чередующейся последовательности оптических материалов с разным показателем преломления. Толщина каждого оптического слоя соответствует четверти центральной длины волны брэгговского зеркала:

tH = λ/(4nH) – толщина слоя с большим показателем преломления nH

tL = λ/(4nL) – толщина слоя с меньшим показателем преломления nL

На границе между слоями с разными показателями преломления падающий пучок отражается. Отраженные части имеют сдвиг по фазе в 180о   в том случае, если свет перешел из слоя с меньшим показателем преломления в слой с большим коэффициентом. Относительная разность фаз всех отраженных лучей либо нулевая, либо кратна полному обороту в 360о (тогда наблюдается явление интерференции).

Из-за частичного отражения интенсивность падающего излучения во время перехода через слой падает; в то же время, интенсивность отраженного излучения возрастает, если поглощение среды незначительно.

quarter-wave_stack структура

Рисунок 1. Структура из слоев, толщиной в четверть волны. Incident light – падающий свет. Reflected light (combination of 6 beams) – отраженный свет (комбинация из 6 лучей). Air - воздух. Low/High index – Меньший/больший коэффициент преломления. Substrate – подложка. Transmitted light – вышедшее излучение

 

Отражательная способность брэгговских зеркал

Отражение R в структуре из слоев, толщиной в четверть длины волны, помещенной в воздух, рассчитывается по следующей формуле:

б ф 1

 

 

, где Y рассчитано следующим образом:

б ф 2

 

 

  • Y – пропускная способность структуры, состоящей из (2p + 1) слоев
  • nH – больший показатель преломления
  • nL – меньший показатель преломления
  • nS – коэффициент преломления подложки (с образцом)
  • (2p + 1) – количество слоев в структуре

Аппроксимация

При большом нечетном количестве четвертьволновых пленок поглощением можно пренебречь. В таком случае, расчет отражения R и пропускания T можно оценить по следующим формулам:

б ф 3 б ф 4

Числовые примеры

Отражение брэгговского зеркала представляет собой функцию количества p пар пленок. Показатели преломления: nH = nS = 3.5, nL = 3.0.

reflectance_bragg_mirror 1

reflectance_bragg_mirror_2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2. Отражение брэгговского зеркала. По вертикали – коэффициент отражения, по горизонтали – количество пар пленок Р

 

Ширина спектра в зоне с большим коэффициентом отражения

Спектральная ширина Δλ в области высокого отражения возрастает пропорционально разности показателей преломления (nH - nL). Эту величину в четвертьволновой структуре можно рассчитать через расчетную длину волны λ0:

б ф 5

 

 

Относительная спектральная ширина w = Δλ/λ в зоне высокого отражения представляет собой функцию отношения показателей преломления nH/nL :

refractive spectral_width

Рисунок 3. График относительной спектральной ширины. По вертикали – относительная спектральная ширина, по горизонтали – отношение показателей преломления

 

Брэгговские зеркала, созданные на основе арсенида галлия и арсенида алюминия

При длине волны 1064 нм показатели преломления соединений арсенида галлия (GaAs) и арсенида алюминия (AlAs) соответственно равны 3.49 и 2.95.

На графиках далее представлены спектральные отражения четвертьволновых структур из разного количества пар арсенида галлия и арсенида алюминия с центральной длиной волны 1064 нм.

r_bragg1.gif r_bragg_enlarged_2.gif  

Рисунок 4. Спектральные отражения четвертьволновых структур из разного количества пар арсенида галлия и арсенида алюминия с центральной длиной волны 1064 нм. По вертикали – отражение (%), по горизонтали – длина волны (нм)

 

 

поделиться в социальных сетях

​​​​​​

 
Последние статьи
Энергетика

Суперконтинуум лазеры белого света используются в качестве симулятора солнечного света как для крупногабаритных батарей, так и для испытаний в микромасштабе, например, для анализа плазмонных частиц при преобразованиях с понижением или повышением частоты...

Эталоны Фабри-Перо

Интерферометр Фабри-Перо состоит из двух плоских параллельных полупрозрачных зеркал, разнесенных на некотором расстоянии...

Правила хранения и очистки оптики

Срок службы и показатели производительности оптических компонентов во многом зависят от соблюдения пользователем правил эксплуатации и очищения...

Пространственные фильтры

Во многих приложениях, где используются лазерные технологии, неизбежными являются пространственные искажения лазерного пучка, которые оказывают непосредственное влияние на результат эксперимента. Во избежание подобных неточностей используют системы пространственной фильтрации...

У Вас особенный запрос?
У Вас особенный запрос?
Весьма часто наши заказчики лучше нас знают, какое оборудование им нужно. В этом случае мы берём на себя общение с производителем, доставку, и таможенную очистку, а также все вопросы гарантийного периода. Пожалуйста, заполните эту форму, и мы свяжемся с Вами, чтобы помочь решить любую Вашу задачу. Или позвоните нам по телефону +7(495)199-0-199
Форма заявки
Ваше имя: *
Ваше имя
Ваш e-mail: *
Ваш телефон: *
Ваш телефон
Наши
контакты
г. Москва, ул. Бутлерова, д. 17Б, офис 502

г. Санкт-Петербург, Коломяжский проспект, 33 корпус 2