Language
Country/Area
No result found
كتشف كيف تستخدم عاكسات Bragg الموزعة الهياكل ذات الطبقات لإنشاء مناطق محظورة للضوء
في ظل الطلب المتزايد على التكنولوجيا البصرية، تظهر عاكسات Bragg الموزعة (DBR) أهميتها التي لا يمكن استبدالها. DBR هو هيكل يتكون من استخدام طبقات متعددة من المواد المتناوبة، ويستخدم على نطاق واسع في الألياف الضوئية وأدلة الموجات. وتتميز هذه الهياكل باختلاف معامل الانكسار لكل طبقة، مما يتسبب في انعكاس موجات الضوء وانكسارها بين هذه الطبقات، وبالتالي تشكل ما يسمى بمنطقة الاستبعاد البصري، وقد جذبت هذه الظاهرة انتباه العديد من الباحثين العلميين.
تشير منطقة الضوء المقيدة إلى ظاهرة عدم قدرة موجات الضوء ضمن نطاق معين على الانتشار في الهيكل، مما يسمح لـ DBR بعكس الضوء بأطوال موجية محددة بشكل فعال.
الهيكل والمبدأ
تتكون عاكسات Bragg الموزعة من طبقات من مواد مختلفة ذات معاملات انكسار متناوبة. وكلما مرت موجة ضوئية عبر واجهة هذه الطبقات، يحدث انعكاس وانكسار جزئي. عندما يقترب الطول الموجي الفراغي لموجات الضوء من أربعة أضعاف السمك البصري، فإن تفاعل هذه الموجات يسبب تداخلًا بناءًا، مما يسمح لبنية الطبقة بالعمل كعاكس عالي الجودة. تعد منطقة استبعاد الضوء التي تم إنشاؤها بواسطة الهيكل متعدد الطبقات جوهر تقنية DBR.
تعد حدود كل طبقة نقطة بداية لانعكاس وانكسار موجات الضوء، مما يسمح لـ DBR بتحقيق انعكاسية عالية عند أطوال موجية محددة.
خصائص منطقة حظر الضوء
في DBR، يُسمى نطاق الطول الموجي المنعكس نطاق التوقف الفوتوني. يجب أن يتبع الضوء الموجود في هذا النطاق قواعد انتشار محددة، مما يعني أن موجات الضوء عند هذه الأطوال الموجية محظورة من الانتشار في هذا الهيكل. هذه الخاصية تجعل عاكسات Bragg الموزعة ذات أهمية خاصة في الأجهزة البصرية المختلفة، بما في ذلك أجهزة الليزر ومرنانات الألياف.
حساب الانعكاسية
يتضمن حساب انعكاس DBR معامل الانكسار للطبقات المتعددة، بالإضافة إلى بيانات سمك الطبقات. بشكل عام، تؤدي خيارات المواد مثل ثاني أكسيد التيتانيوم ومجموعات السيليكون أداءً جيدًا، مما يسمح بالتحكم في انعكاسها ونطاق الضوء. هذه الخصائص العاكسة لها أيضًا تأثير عميق على استخدامها.
خصائص الانعكاس لأوضاع TE وTM
يُظهر DBR اختلافات محددة في الانعكاس للوضع الكهربائي المستعرض (وضع TE) والوضع المغناطيسي المستعرض (وضع TM) عند زوايا وأطوال موجية مختلفة. عادة ما يكون وضع TE عاكسًا للغاية للهيكل، في حين أن وضع TM أسهل نسبيًا في الاختراق. لا توضح هذه الخصائص وظيفة DBR كمستقطب فحسب، بل تعمل أيضًا على تعزيز تطوير المكونات البصرية.
عاكس براغ مستوحى من الطبيعة
عاكس Bragg المستوحى من الحياة عبارة عن بلورة فوتونية أحادية الأبعاد مستوحاة من الطبيعة. لا ينتج هذا الهيكل الألوان الهيكلية فحسب، بل يمكن استخدامه أيضًا لإنشاء أجهزة استشعار للغاز/المذيبات منخفضة التكلفة. عندما يتم استبدال الثقوب الموجودة في الهيكل بمواد أخرى، يتغير لونه، مما يدل تقنيًا على تطبيق متطور لعلم المواد.
تُظهر هذه الهياكل المستوحاة من الكائنات الحية الإبداع الموجود في الطبيعة، كما أنها تقدم وجهات نظر جديدة حول تقدم التكنولوجيا الحديثة.
الاستنتاج
لا يقتصر البحث وتطبيق عاكسات Bragg الموزعة على فهم مبادئها، ولكنه يشمل أيضًا كيفية الاستفادة من خصائصها البصرية الفريدة لتطوير التقنيات الحالية. إلى أي مدى سيكون المستقبل مثيرًا للاهتمام مع استمرار تقدم علوم المواد والهندسة البصرية؟
