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escubriendo cómo los reflectores Bragg distribuidos juegan un papel clave en la tecnología láse
En la tecnología optoelectrónica moderna, los reflectores Bragg distribuidos (DBR) desempeñan un papel importante. Este reflector está compuesto por múltiples capas de estructuras de materiales alternados con diferentes índices de refracción. Este diseño permite que las ondas de luz se reflejen y refracten parcialmente en las interfaces entre las diferentes capas. Cuando la longitud de onda de vacío de las ondas de luz se acerca a cuatro veces el espesor óptico, la interacción entre las capas produce una interferencia constructiva, lo que hace que las capas muestren un comportamiento reflectante de alta calidad.
El rango de reflexión se llama banda prohibida de fotones, y la luz dentro de este rango tiene "prohibido" propagarse dentro de la estructura.
En la tecnología de reflexión DBR, la reflectividad está determinada aproximadamente por el índice de refracción de diferentes materiales y el número de repeticiones de sus capas. Al mejorar el diseño de DBR, no solo podemos aumentar la reflectividad sino también ampliar su ancho de banda, lo que hace que funcione bien en más escenarios de aplicación. Especialmente en láseres emisores de superficie de cavidad vertical (VCSEL) y otros tipos de diodos láser de banda estrecha, el uso de DBR es indispensable.
Con el avance de la ciencia y la tecnología, el alcance de aplicación de la tecnología DBR también se está expandiendo, como los láseres de fibra y los láseres de electrones libres. Estos avances tecnológicos han mejorado significativamente el rendimiento de los láseres, especialmente en términos de calidad del haz y eficiencia luminosa.
Reflectividad en los modos TE y TMNo sólo los láseres, el DBR también juega un papel importante en varias cavidades ópticas, lo que lo convierte en un componente clave de la tecnología láser contemporánea.
El comportamiento de la luz polarizada eléctrica transversal (TE) y magnética transversal (TM) durante su interacción con la estructura DBR tiene un impacto significativo en su rendimiento. La reflectividad generalmente se calcula utilizando el método de matriz de transferencia (TMM), que muestra que las ondas de luz del modo TE se reflejan en gran medida en la pila DBR, mientras que las ondas de luz del modo TM se transmiten a través de la estructura. Esto permite que DBR también funcione como polarizador, logrando un control eficiente de las ondas de luz.
Se puede observar que los espectros de reflexión de DBR en la incidencia TE y TM son diferentes, lo que resalta aún más su valor en aplicaciones prácticas, especialmente en el diseño de componentes ópticos.
Reflectores Bragg de inspiración biológica
Las investigaciones recientes también han explorado los reflectores Bragg de inspiración biológica, que se inspiran en las estructuras de la naturaleza. Estos cristales fotónicos unidimensionales logran cambios de color estructurales a través de la reflexión de la luz. En algunos casos, estos materiales se pueden utilizar para sensores de gases y solventes de bajo costo, especialmente cuando el material dentro de la estructura porosa cambia de color al ser reemplazado por otra sustancia, lo que proporciona una solución simple para el monitoreo ambiental.
Con el avance de la ciencia de los materiales, es posible que veamos que estas tecnologías innovadoras se pongan en uso práctico en más campos en el futuro, ampliando aún más su potencial de aplicación.
Al comprender la estructura y la función de los reflectores Bragg distribuidos, no podemos evitar preguntarnos: ¿Cómo cambiarán estos reflectores nuestras aplicaciones ópticas y nuestra vida diaria en las futuras tecnologías láser?
