분산형 브래그 리플렉터

Distributed Bragg Reflector(DBR; 분산형 브래그 리플렉터)는 광섬유 등의 도파관에서 사용되는 리플렉터입니다.이는 굴절률이 다양한 여러 층의 교대 재료 또는 유전체 도파로의 일부 특성(높이 등)의 주기적인 변화에 의해 형성되어 가이드의 유효 굴절률에 주기적인 변화를 일으킨다.각 층 경계는 광파의 부분 반사를 일으킨다.진공파장이 층의 광학적 두께의 4배에 가까운 파장의 경우 여러 반사가 조합되어 구성 간섭이 발생하여 층이 고품질 반사체 역할을 한다.반사되는 파장의 범위를 포토닉 스톱밴드라고 합니다.이 파장 범위 내에서 빛은 구조물 내에서 전파되는 것을 "금기"한다.

반사율

DBR의 강도 $반사율{\displaystyle }$ R$(\displaystyle$ R$)$은 대략 다음과 같습니다.

${\displaystyle R=\left[{\frac {n_{o}(n_{2})^2N}-n_{s}(n_{1})^2N}} {n_{o}(n_{2})^{2N}+n_{s}(n_{1})^{2N}}\right]^{2}$

${\displaystyle {여기}_{}}$서 n${\displaystyle {}_{}}$o, ${\displaystyle \text{n}{}_{}{}_{}{1\mathrm{}}_{}}$, ${\displaystyle {n\mathrm{}}_{}}$2 {$style n_{o},\ n_{1},\ n_{2}}$ $및$ n ${\displaystyle s_{}{}_{}}${{$displaystyle n_{s}}$는 원 매체, 두 개의 교대 재료 및 종단 매체(즉, 백킹 또는 기판)의 굴절률이며$,$ $N{\displaystyle }$ {$displaystyle$ N$}$은 lo 쌍의 반복 횟수이다.고굴절률 재료 포함.이 공식은 반복된 쌍이 모두 1/4 ${\displaystyle \mathrm{파장}}$의 두께를 갖는다고 가정합니다$($, n\$displaystyle$ nd$$$/4(여기$서$$${\displaystyle n\mathrm{}}$\displaystyle$$n은 층의 $굴절률{\displaystyle }$,$d\displaystyle$ d는 $층$의 두께,$δ$\displaystyle $\sda$는 빛의$$ 파장).

포토닉 스톱밴드의 주파수 대역폭 ${\displaystyle {}_{}}$ ${\displaystyle {f\mathrm{}}_{}}$ 0$(\$은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

${\displaystyle {\frac f_{0}} = flac {4} {\pi }} arcsin \leftfrac {n_{2} - n_{1} {n_{2} + n_{1}}}}\right)}$

${\displaystyle {여기}_{}}$서 f$$o {\$displaystyle f_{o$}}는$$ 대역의 중심 주파수입니다.이 구성에서는 굴절률의 ^[2][3]두 가지 값으로 달성할 수 있는 최대 비율 ${\displaystyle \frac{{}_{}}{}}$ ${\displaystyle \frac{{f\mathrm{}}_{}}{}}$ ${\displaystyle \frac{{}_{}}{{}_{}}}$ ${\displaystyle \frac{{f\mathrm{}}_{}}{}}$0 f 0 ({ $displaystyle${ $frac${$Delta f _$ { $0$}})을$$ 얻을 수 있습니다.

DBR의 페어 수를 늘리면 미러 반사율이 증가하고 Bragg 쌍의 재료 간 굴절률 대비가 증가하면 반사율과 대역폭이 모두 증가합니다.스택의 일반적인 재료는 이산화티타늄(n 2 2.5)과 실리카(n 1 1.5)^[4]입니다.위의 식에 대입하면 630 nm의 빛에 대해 약 200 nm의 대역폭이 됩니다.

분산형 브래그 리플렉터는 수직 캐비티 표면 발광 레이저 및 분산형 피드백(DFB) 레이저 및 분산형 브래그 리플렉터(DBR) 레이저와 같은 기타 유형의 협선폭 레이저 다이오드의 중요한 컴포넌트입니다.또한 섬유 레이저 및 자유 전자 레이저에서 공동 공진기(또는 광학 공동)를 형성하기 위해 사용됩니다.

TE 및 TM 모드 반사율

이 섹션에서는 여러 파장과 입사각에 걸쳐 DBR 구조와 횡전기(TE) 및 횡자기(TM) 편광의 상호작용에 대해 설명합니다.DBR 구조의 반사율(아래 설명)은 전송 매트릭스 방식(TMM)을 사용하여 계산되었으며 TE 모드만 이 스택에 의해 고도로 반영되며 TM 모드는 통과됩니다.이것은 DBR이 편광자로 동작하는 것도 나타냅니다.

TE 및 TM 발생률의 경우 공기와 유전체 층 사이에 11.5의 유전체 대비 6층 스택에 해당하는 DBR 스택의 반사 스펙트럼이 있다.공기층과 유전층의 두께는 각각 주기의 0.8과 0.2입니다.아래 그림의 파장은 셀 주기의 배수에 해당합니다.

이 DBR은 또한 1D 포토닉 결정의 단순한 예입니다.완전한 TE 밴드 갭을 가지지만 의사 TM 밴드 갭만 있습니다.

바이오에서 영감을 얻은 Bragg 리플렉터

바이오에서 영감을 받은 Bragg Reflector는 자연에서 영감을 얻은 1D 포토닉 크리스털입니다.이러한 나노구조물로부터의 빛의 반사는 구조적인 색채를 낳는다.메소폴러스 금속^[5][6] 산화물 또는 ^[7]폴리머로 설계될 경우, 이러한 장치는 저비용 증기/^[8]용매 센서로 사용될 수 있습니다.예를 들어, 이 다공질 다층 구조의 색은 모공을 채우는 물질이 다른 물질로 대체될 때(예: 물로 공기를 대체) 변합니다.

「 」를 참조해 주세요.

• 브래그의 법칙 – 매체를 통한 방사 산란 각도에 관한 물리 법칙
• 브래그 회절
• 회절 – 파동의 움직임 현상
  • 회절 격자 – 빛을 여러 개의 빔으로 분할하는 광학 부품
• 유전체 거울 – 유전체 재료로 만들어진 거울
• 파브리-페로 간섭계
• 파이버 브래그 그레이팅– 광섬유의 짧은 세그먼트에 구축된 분산형 브래그 리플렉터 유형
• 포토닉 결정 섬유– 포토닉 결정의 특성에 근거한 광섬유 등급
• 수직 공동 표면 발광 레이저

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