Elosztott Bragg reflektor

Az elosztott Bragg-reflektor egy olyan réteges szerkezet, amelyben az anyag törésmutatója periodikusan változik egy térbeli irányban (a rétegekre merőlegesen).

Általános információk

A DBR, más néven egydimenziós fotonikus kristály , leggyakrabban két vagy több anyagból álló sorozat, amelyek egymásra vannak rakva, különböző törésmutatókkal, amint az az ábrán látható. 1. A DBR-eket leggyakrabban molekuláris nyaláb epitaxiával és anyagok kémiai gőzleválasztásával állítják elő [1] . A DBR-ek lehetővé teszik a fényhullámok sokkal szűkebb reflexiós sávval történő visszaverését, mint a félvezető és a levegő közötti egyszerű fenék. Ez vezetett az ilyen reflektorok széles körű elterjedéséhez az optikai technológiában (szűrők, optikai szálakba épített reflektorok [2] [3] , szenzorok [4] [5] stb.), és vonzóvá vált a félvezető lézertükörként való felhasználásuk. [6] [7] . Ez utóbbi történt az ilyen tükrök nagyobb reflexiója miatt is, mint a lézerek végének hasításával kapott tükrök reflexiója, és ami fontos, hogy maguk a lézerek szabványos technológiai folyamatán belül molekuláris nyaláb epitaxiával DBR-eket gyárthatnak .

Elmélet

ábrán látható DBR rétegeire merőlegesen terjedő elektromágneses hullám. 1 a törésmutatókkal és a médiák felületeiről való reflexiókat tapasztal . A Bragg-törvény meghatározza, hogy az adott DBR közegei közötti interfészekről merőlegesen beeső hullámmal visszaverődő hullámok milyen feltételek mellett vannak ugyanabban a fázisban [8] [9] : $n_{1}$ $n_{2}$

$\Lambda ={\frac {l\lambda _{b}}{2n_{\text{eff}}}}$ ,

ahol a DBR periódus, a diffrakció sorrendjét jelző egész szám, a hullámhossz és a DBR effektív törésmutatója. A szálas technológiában leggyakrabban negyedhullámú elosztott DBR-eket használnak, amelyek mindegyik rétegének vastagsága megegyezik a hullámhossz negyedével. Tehát az ábrán látható DBR-hez. Az 1. ábrán a rétegek vastagságát törésmutatókkal és , illetve as és . Ekkor a DBR reflexiós együtthatója a hullámhosszon [10] lesz : $\lambda$ $l=1,2,3...$ $\lambda _{b}$ $n_{\text{eff))$ $n_{1}$ $n_{2}$ $L_{1}=\lambda _{b}/(4n_{1})$ $L_{2}=\lambda _{b}/(4n_{2})$ $\lambda _{b}$

$|r|=\left({\frac {1-(n_{1}/n_{2})^{2m)){1+(n_{1}/n_{2})^{2m} }}\jobbra)^{2}$ ,

ahol a DBR-t alkotó negyedhullámú rétegpárok száma. A spektrumban a DBR maximális reflexiós együtthatója a hullámhosszra esik , spektrális szélességét pedig a következő kifejezés határozza meg: $m$ $\lambda _{b}$

$\Delta \lambda ={\frac {2\lambda _{b}\Delta {n}}{\pi {n_{\text{eff}}}}}$ ,

ahol a különbség a törésmutatók és a , a DBR effektív törésmutatója között. $\Delta {n}$ $n_{1}$ $n_{2}$ $n_{\text{eff}}=2\left(1/n_{1}+1/n_{2}\right)^{-1}$

Források

↑ 128. o.: Optical waves in layered media, P. Yeh, John Wiley & Sons, 1991.
↑ HJ Lee, "A Bragg reflektorok SiO2-Si3N3---SiO2 bordás hullámvezetőinek gyártási technikái Si-n", Applied Optics, 1. kötet. 27. sz. 6, 1988, pp. 1199-1202.
↑ Cikk a CJSC "Concept Technologies" honlapján "Bragg szálas rácsok optikai átviteli rendszerekben". . Letöltve: 2007. október 13. Az eredetiből archiválva : 2007. augusztus 13.. (határozatlan)
↑ GJ Veldhuis, JH Berends, RG Heideman és PV Lambeck, "Egy integrált optikai Bragg-reflektor kemooptikai érzékelőként", Pure Appl. Dönt. 7 1998. 1. sz.
↑ DR Hjelme, L. Bjerkan, S. Neegard, JS Rambech és JV Aarsnes, „Application of Bragg grating sensors in the characterization of scaled marine vehicle models, Applied Optics, Vol. 36. sz. 1, 1997, pp. 328-336."
↑ O. E. Naniy, Optical Transmitters, Lightwave Russian Edition, No. 2, 2003, 48-51. (nem elérhető link) . Letöltve: 2007. október 14. Az eredetiből archiválva : 2008. november 21.. (határozatlan)
↑ Y. Tohmori, Y. Yoshikuni, H. Ishii, F. Kano, T. Tamamura, Y. Kondo, M. Yamamoto, "Broad-range wavelength-tunable superstructure grating (SSG) DBR lasers", IEEE Quantum Electronics, Vol. . 39. sz. 10, 2003, pp. 1314-1320.
↑ A. Yariv, M. Nakamura, "Periodikus struktúrák integrált optikához", IEEE Quantum Electronics, Vol. 13. sz. 4, 1977, pp. 233-253.
↑ hu: Bragg diffrakció
↑ 73. o., C. Wilmsen, H. Temkin és LA Coldren, Vertical-cavity surface-emitting lasers, Cambridge Studies in Modern Optics, 1999.