Hajautettu Bragg-heijastin

Hajautettu Bragg-heijastin on kerrosrakenne, jossa materiaalin taitekerroin muuttuu ajoittain yhteen avaruudelliseen suuntaan (suoraan kerroksiin nähden).

Yleistä tietoa

DBR, joka tunnetaan myös yksiulotteisena fotonikiteenä , on useimmiten sarja kahdesta tai useammasta materiaalista, jotka on kerrostettu toistensa päälle erilaisilla taitekertoimilla, kuten kuvassa 2 on esitetty. 1. Useimmiten DBR:itä valmistetaan käyttämällä molekyylisuihkuepitaksia ja materiaalien kemiallista höyrypinnoitusta [1] . DBR:t mahdollistavat valoaaltojen heijastuksen paljon kapeammin heijastuskaistalla kuin pelkkä pusku puolijohteen ja ilman välissä. Tämä on johtanut tällaisten heijastimien laajaan käyttöön optisessa tekniikassa (suodattimet, optisiin kuituihin rakennetut heijastimet [2] [3] , anturit [4] [5] jne.) ja niiden houkuttelevuuteen käytettäviksi puolijohdelaserpeileinä. [6] [7] . Jälkimmäinen tapahtui myös johtuen tällaisten peilien korkeammasta heijastuskyvystä kuin peilien heijastuskyvystä, joka saatiin halkaisemalla laserien päitä, ja mikä tärkeintä, mahdollisuudesta valmistaa DBR:itä itse lasereiden standardin teknologisen prosessin puitteissa molekyylisäteen epitaksialla .

Teoria

Sähkömagneettinen aalto, joka etenee kohtisuorassa kuvassa 2 esitetyn DBR:n kerroksiin nähden. 1 kokee heijastuksia median rajapinnoista taitekertoimilla ja . Braggin laki määrittää olosuhteet, joissa tietyn DBR:n ja kohtisuoraan tulevan aallon välineiden välisistä rajapinnoista heijastuneet aallot ovat samassa vaiheessa [8] [9] : $n_{1}$ $n_{2}$

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

missä on DBR-jakso, diffraktiojärjestystä osoittava kokonaisluku, on aallonpituus ja DBR:n tehollinen taitekerroin. Kuituteknologiassa käytetään useimmiten neljännesaaltohajautettuja DBR:itä, joiden jokaisen kerroksen paksuus on yhtä suuri kuin neljännes aallonpituudesta. Joten kuvassa esitetylle DBR:lle. 1, voimme määrittää kerrosten paksuudet taitekertoimilla ja vastaavasti as ja . Sitten DBR:n heijastuskerroin aallonpituudella on [10] : $\lambda$ $l=1,2,3...$ $\lambda _{b}$ $n_{\text{eff))$ $n_{1}$ $n_{2}$ $L_{1}=\lambda _{b}/(4n_{1})$ $L_{2}=\lambda _{b}/(4n_{2})$ $\lambda _{b}$

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

missä on DBR:n muodostavien neljännesaaltokerrosten parien lukumäärä. DBR:n maksimiheijastuskerroin spektrissä osuu aallonpituudelle ja sen spektrin leveys määritetään lausekkeesta: $m$ $\lambda _{b}$

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

missä on ero taitekertoimien ja , on DBR:n tehollinen taitekerroin. $\Delta {n}$ $n_{1}$ $n_{2}$ $n_{\text{eff}}=2\left(1/n_{1}+1/n_{2}\right)^{-1}$

Lähteet

↑ s. 128 julkaisussa Optical waves in layered media, P. Yeh, John Wiley & Sons, 1991.
↑ HJ Lee, "Techniques for fabricating Bragg reflectors on SiO2-Si3N3--SiO2 rib waveguides on Si", Applied Optics, Voi. 27, nro. 6, 1988, s. 1199-1202.
↑ Artikkeli CJSC "Concept Technologies" -sivustolla "Bragg-kuituräleet optisissa siirtojärjestelmissä". . Haettu 13. lokakuuta 2007. Arkistoitu alkuperäisestä 13. elokuuta 2007. (määrätön)
↑ GJ Veldhuis, JH Berends, RG Heideman ja PV Lambeck, "Integroitu optinen Bragg-heijastin, jota käytetään kemooptisena anturina", Pure Appl. Valita. 7 nro 1, 1998.
↑ DR Hjelme, L. Bjerkan, S. Neegard, JS Rambech ja JV Aarsnes, "Application of Bragg grating sensors in the characterisation of scaled marine vehicle models, Applied Optics, Voi. 36, nro. 1, 1997, s. 328-336."
↑ O. E. Naniy, Optical Transmitters, Lightwave Russian Edition, No. 2, 2003, s. 48-51. (linkki ei saatavilla) . Haettu 14. lokakuuta 2007. Arkistoitu alkuperäisestä 21. marraskuuta 2008. (määrätön)
↑ 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, ei. 10, 2003, s. 1314-1320.
↑ A. Yariv, M. Nakamura, "Periodic structures for Integrated Optics", IEEE Quantum Electronics, Voi. 13, ei. 4, 1977, s. 233-253.
↑ fi: Braggin diffraktio
↑ s. 73, C. Wilmsen, H. Temkin ja LA Coldren, Vertical-cavity surface-emitting lasers, Cambridge Studies in Modern Optics, 1999.