Language
Country/Area
No result found
أبطال الليزر المخفيون: لماذا تعتبر عاكسات براج الموزعة مهمة جدًا لليزر؟
تتحكم عاكسات براج الموزعة بشكل فعال في نقل وانعكاس الموجات الضوئية من خلال بنية المادة المتناوبة متعددة الطبقات، وبالتالي تحسين أداء الأجهزة البصرية.
DBR هو هيكل يتكون من طبقات متعددة من المواد ذات مؤشرات الانكسار المختلفة التي تتناوب مع بعضها البعض. تم تصميم تناوب هذه المواد بحيث تنعكس الموجات الضوئية جزئيًا وتنكسر عند حدود كل طبقة. عندما يقترب طول الموجة الفراغية للموجات الضوئية من أربعة أضعاف السُمك البصري للطبقة، فإن التفاعل بين الموجات الضوئية ينتج تداخلاً بناءً، مما يسمح للطبقات بالعمل كعاكسات عالية الجودة.
يُطلق على نطاق الطول الموجي الذي يمكن لمستقبل DBR أن يعكسه اسم نطاق توقف الفوتون. في نطاق الطول الموجي هذا، يكون انتشار الضوء "محظورًا"، مما يجعل DBR عاملًا مهمًا يجب مراعاته عند تصميم أجهزة الليزر والأجهزة البصرية الأخرى.
حساب الانعكاسية
تُظهِر صيغة حساب انعكاسية عاكس براج الموزع أن الانعكاسية تعتمد على عدة عوامل، مثل معامل الانكسار للطبقات المكونة وعدد الطبقات المتكررة. على وجه التحديد، مع زيادة عدد الطبقات المتكررة، ستزداد الانعكاسية وفقًا لذلك، كما أن زيادة تباين معامل الانكسار بين المواد يمكن أن يؤدي أيضًا إلى تحسين الانعكاسية وعرض النطاق الترددي بشكل فعال. تجعل هذه الخاصية DBR يلعب دورًا رئيسيًا في الثنائيات الليزرية المختلفة مثل الليزر المنبعث من سطح التجويف الرأسي.
من خلال اختيار المواد المناسبة، مثل ثاني أكسيد التيتانيوم والسيليكون، من الممكن توفير حل عاكس فعال لليزر.
بالإضافة إلى ذلك، فإن تطبيق بنية DBR في التجويف البصري والليزر الليفي يجعله عنصرًا مهمًا في تطوير الليزر. مع التقدم المستمر للتكنولوجيا، يعمل الباحثون على تحسين أداء DBR بشكل أكبر لتلبية متطلبات الليزر الأعلى.
انعكاسية وضعي TE وTM
عند دراسة التفاعل بين الضوء المستقطب الكهربائي المستعرض (TE) والضوء المستقطب المغناطيسي المستعرض (TM) وبنية DBR، وجد أن موجات الضوء ذات الوضع TE تنعكس بدرجة كبيرة في بنية DBR، في حين أن موجات الضوء ذات الوضع TM سهلة نسبيًا هذه الخاصية تجعل DBR يتمتع بإمكانات كبيرة للتحكم في الضوء المستقطب.
DBR ليس مجرد عاكس فعال فحسب، بل يمكنه أيضًا أن يعمل كمستقطب لتحقيق التحكم الانتقائي في موجات الضوء.
توفر هذه الميزة أفكارًا جديدة لتطوير تقنية الليزر، وخاصة في التطبيقات عالية الدقة، حيث يمكن أن يؤدي هذا التحكم إلى تحسين الأداء العام للنظام البصري.
عاكسات براج المستوحاة من الطبيعة
بالإضافة إلى هيكل DBR التقليدي، فقد جذبت عاكسات Bragg المستوحاة من المواد البيولوجية أيضًا اهتمامًا واسع النطاق في السنوات الأخيرة. مستوحاة من الطبيعة، تستخدم هذه العاكسات هياكل نانوية لعكس الضوء ويمكن استخدامها لعرض الألوان البنيوية. تتغير ألوان هذه الهياكل متعددة الطبقات عند تغيير مادة الحشو ويمكن استخدامها كأجهزة استشعار للغاز أو المذيبات منخفضة التكلفة.تفتح التصميمات المستوحاة من الطبيعة آفاقًا جديدة لتطوير أجهزة الاستشعار وتوضح الاحتمالات اللامحدودة للذكاء الموجود في الطبيعة.
الخاتمة
سواء في التطبيقات العلمية والتكنولوجية اليومية أو في الأبحاث العلمية عالية الدقة، فقد أثبتت عاكسات براج الموزعة تأثيرها الذي لا يمكن الاستهانة به. مع استمرار البحث والتطوير، كيف ستعمل التطبيقات المستقبلية لـ DBR على إعادة تشكيل عالمنا التكنولوجي؟
