布拉格反射鏡（也稱為（wéi）分布布拉（lā）格反射器）是一種（zhǒng）反射鏡結構，包含了兩種光學材（cái）料組成（chéng）的（de）可調節的多層結構。最常用的是四分之一（yī）反射鏡，其（qí）中每一層的厚度都對應（yīng）四分之（zhī）一（yī）的波長。後麵的條件適用於正入（rù）射的情況，如果反射鏡用於（yú）較大角度的入（rù）射（shè）時，則相對的需要層厚更大。

 

布拉格反（fǎn）射鏡的工作原理

在（zài）兩材料（liào）的每個界麵處（chù）都發生菲涅爾反射。在工作波長時，兩個相（xiàng）鄰（lín）界麵處反射光的光程差為半個波長（zhǎng），另外，界麵處的反射係數的符號也會發生改變。因此，在界麵處的所有（yǒu）反（fǎn）射光發生相消幹（gàn）涉，得到很強的反射。反（fǎn）射（shè）率是由材料的層數和材料之間的折射率差決定的。反射帶寬則主要由折射率差決定（dìng）。

 

圖1給出了采用8層TiO2和SiO2材料的布拉格反射鏡的電場穿透曲線。藍色曲線對（duì）應波長（zhǎng）為（wéi）1000nm的（de）光從（cóng）右側入射時的強度（dù）分布曲線。需要注意的是，在反射鏡外麵強度曲線發生振蕩，是由於相反方向的波發生幹涉效應。灰色曲線是波長為800nm時對應（yīng）的（de）強度分布（bù）曲線，這時很大一部分光可以透過反射鏡塗層。

 

 

圖1.布拉（lā）格反射鏡的電場穿透曲線。

 

圖2給出（chū）了反（fǎn）射率和群時延色散隨波（bō）長的變化（huà）曲線。反射（shè）率在有些光學帶寬範圍內很高，這與采用材（cái）料的折射（shè）率差和層數（shù）有關。色散是由反射相位對光學頻率二次求導計算得到的。色散在反射頻帶的中心（xīn）波長處很小，但是往兩邊迅速增大。

 

圖2.與圖1相同的反射鏡的反（fǎn）射率（黑線）和色散曲線（藍線）。

 

圖3給出了光場穿透反射鏡的（de）色（sè）階圖。可以看到，反射頻帶隻（zhī）有很小（xiǎo）部分（fèn）的光場（chǎng）可以穿透反射鏡（jìng）。

 

圖3.場強度（dù）穿透布拉格反射（shè）鏡的程度隨波長（zhǎng）的變化圖。圖中的顏色（sè）代（dài）表進入反射鏡的光強。

 

布拉格反射鏡的類型

可以采用下麵幾種不同的技術製備布（bù）拉格反射鏡：

電介質反（fǎn）射鏡采用薄（báo）膜塗層技術，例如采用電子束蒸鍍或者離（lí）子束濺射技術，它（tā）可以用作固態體激光器的（de）激光反射鏡。這種反射結構包含了非晶材料（liào）。

 

光纖布拉格光柵（shān），包括長周期光纖光柵，通（tōng）常用於光纖激光器和（hé）其它光（guāng）纖裝置中。類似的（de），體布（bù）拉格光柵也（yě）可以由光敏材料製作。

 

半導（dǎo）體布拉格反射鏡可以采用（yòng）光（guāng）刻技術製備（bèi）。這種反射鏡可（kě）用在激光二極管中，尤其是表麵發射激光器（qì）中。

 

還有用在波導結構中的各種布拉格反射器，采用波紋波導結構，由光刻技術製備。這種類型的光柵可用在一些分布布拉格反射（shè）器或者分布反饋激光二（èr）極管中。

 

還有多層反射鏡設計，與簡單的四（sì）分之一（yī）反射鏡設計不同。在（zài）具有相同（tóng）層數的情況下，它通常（cháng）具有更低的折射率，但（dàn）是可以經過優化作為二色性（xìng）反射鏡或（huò）者啁（zhōu）啾反射鏡（jìng）用於色（sè）散（sàn）補償。