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.
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:
, где Y рассчитано следующим образом:
Аппроксимация
При большом нечетном количестве четвертьволновых пленок поглощением можно пренебречь. В таком случае, расчет отражения R и пропускания T можно оценить по следующим формулам:
Числовые примеры
Отражение брэгговского зеркала представляет собой функцию количества p пар пленок. Показатели преломления: nH = nS = 3.5, nL = 3.0.
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:
Относительная спектральная ширина w = Δλ/λ в зоне высокого отражения представляет собой функцию отношения показателей преломления nH/nL :
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.
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)
© BATOP GmbH
Компания INSCIENCE помогает своим заказчикам решать любые вопросы и потребности по продукции BATOP на территории РФ
В статье описывается биочип, сочетающий электрод для определения концентрации фенилаланина и микрофлюидный модуль для регистрации скорости потоотделения, изготовленный с использованием лазера. Биочип используется для неинвазивного мониторинга состояния пациентов с метаболическими нарушениями.
В статье описана генерация сверхширокого плоского суперконтинуума (350-1750 нм) с одномодовым поперечным профилем в видимом диапазоне. Для накачки микроструктурированного оптического волокна используется лазер с длиной волны 1064 нм, вторая гармоника накачки генерируется непосредственно в волокне.
В статье приводится применение и основные параметры одночастотных лазеров. Сравниваются лазеры CNI серии MSL с известными европейскими и американскими производителями.
В статье описан метод генерации суперконтинуума, расширенного в видимый диапазон. За счет четырехволнового смешения накачка 1064 нм создает антистоксовы и стоксовы компоненты на 831 нм и 1478 нм. Фазовый синхронизм обеспечивается благодаря микроструктурированному мультимодальному волокну особой конструкции.
В статье описывается усовершенствование метода лазерно-водоструйной обработки: добавление коаксиально-кольцевой аргоновой струи, мгновенно очищающей отверстие от образующегося осадка. Таким образом сохраняется высокий объем абляции при создании глубоких отверстий в сложно обрабатываемых материалах.
г. Санкт-Петербург, улица Савушкина 83, корп. 3
