<ص>
في التكنولوجيا البصرية الإلكترونية الحديثة، تلعب عاكسات براج الموزعة (DBRs) دورًا مهمًا. يتكون هذا العاكس من طبقات متعددة من هياكل مادية متناوبة ذات مؤشرات انكسار مختلفة. يسمح هذا التصميم بانعكاس الموجات الضوئية وانكسارها جزئيًا عند الواجهات بين الطبقات المختلفة. عندما يقترب طول الموجة الفراغية للموجات الضوئية من أربعة أضعاف السُمك البصري، فإن التفاعل بين الطبقات ينتج تداخلاً بناءً، مما يتسبب في إظهار الطبقات سلوكًا عاكسًا عالي الجودة.
يُطلق على نطاق الانعكاس اسم فجوة نطاق الفوتون، ويُمنع الضوء الموجود ضمن هذا النطاق من الانتشار داخل الهيكل.
<ص>
في تقنية انعكاس DBR، يتم تحديد الانعكاسية تقريبًا من خلال مؤشر الانكسار للمواد المختلفة وعدد التكرارات لطبقاتها. من خلال تحسين تصميم DBR، لا يمكننا فقط زيادة الانعكاسية ولكن أيضًا توسيع نطاقه الترددي، مما يجعله يعمل بشكل جيد في المزيد من سيناريوهات التطبيق. وخاصة في أجهزة الليزر ذات انبعاث السطح ذات التجويف الرأسي (VCSELs) وأنواع أخرى من ثنائيات الليزر ذات النطاق الضيق، فإن استخدام DBRs أمر لا غنى عنه.
<ص>
مع تقدم العلوم والتكنولوجيا، يتوسع نطاق تطبيق تقنية DBR أيضًا، مثل الليزر الليفي والليزر الإلكترون الحر. وقد أدت هذه التطورات التكنولوجية إلى تحسين أداء الليزر بشكل كبير، وخاصة فيما يتعلق بجودة الشعاع والكفاءة الضوئية.
لا يقتصر دور DBR على الليزر فحسب، بل يلعب أيضًا دورًا مهمًا في العديد من التجاويف البصرية، مما يجعله مكونًا أساسيًا لتكنولوجيا الليزر المعاصرة.
انعكاسية وضع TE وTM
<ص>
يؤثر سلوك الضوء المستقطب الكهربائي العرضي (TE) والمغناطيسي العرضي (TM) أثناء تفاعله مع هيكل DBR بشكل كبير على أدائه. يتم حساب الانعكاسية عادةً باستخدام طريقة مصفوفة النقل (TMM)، والتي تُظهر أن موجات الضوء في وضع TE تنعكس بدرجة كبيرة في مكدس DBR، بينما تنتقل موجات الضوء في وضع TM عبر الهيكل. يتيح هذا لـ DBR أيضًا العمل كمستقطب، مما يحقق التحكم الفعال في موجة الضوء.
<ص>
يمكن ملاحظة أن أطياف الانعكاس لـ DBR عند حدوث TE وTM مختلفة، مما يسلط الضوء بشكل أكبر على قيمتها في التطبيقات العملية، وخاصة في تصميم المكونات البصرية.
عاكسات براج المستوحاة من الطبيعة
<ص>
كما استكشفت الأبحاث الحديثة عاكسات براج المستوحاة من الطبيعة، والتي تستلهم هياكلها من الطبيعة. تحقق هذه البلورات الفوتونية أحادية البعد تغيرات لونية بنيوية من خلال انعكاس الضوء. في بعض الحالات، يمكن استخدام هذه المواد في أجهزة استشعار الغاز والمذيبات منخفضة التكلفة، وخاصة عندما يتغير لون المادة داخل البنية المسامية عند استبدالها بمادة أخرى، مما يوفر حلاً بسيطًا لمراقبة البيئة.
<ص>
ومع تقدم علم المواد، قد نرى هذه التقنيات المبتكرة تُستخدم عمليًا في المزيد من المجالات في المستقبل، مما يؤدي إلى توسيع إمكانات تطبيقها بشكل أكبر.
<ص>
من خلال فهم بنية ووظيفة عاكسات براج الموزعة، لا يسعنا إلا أن نسأل: كيف ستغير هذه العاكسات تطبيقاتنا البصرية وحياتنا اليومية في تقنيات الليزر المستقبلية؟