Language
Country/Area
No result found
hám phá cách các tấm phản xạ Bragg phân tán sử dụng cấu trúc nhiều lớp để tạo ra vùng cấm ánh sáng
Trong nhu cầu ngày càng tăng về công nghệ quang học, gương phản xạ Bragg phân tán (DBR) đang cho thấy tầm quan trọng không thể thay thế của chúng. DBR là cấu trúc được hình thành bằng cách sử dụng nhiều lớp vật liệu xen kẽ và được sử dụng rộng rãi trong sợi quang và ống dẫn sóng. Các cấu trúc này được đặc trưng bởi chiết suất khác nhau của mỗi lớp, khiến sóng ánh sáng phản xạ và khúc xạ giữa các lớp này, từ đó hình thành nên cái gọi là vùng loại trừ quang học. Hiện tượng này đã thu hút sự chú ý của nhiều nhà nghiên cứu khoa học.
Vùng ánh sáng bị hạn chế đề cập đến hiện tượng sóng ánh sáng trong một phạm vi cụ thể không thể truyền trong cấu trúc, điều này cho phép DBR phản xạ hiệu quả ánh sáng có bước sóng cụ thể.
Cấu trúc và nguyên tắc
Tấm phản xạ Bragg phân tán bao gồm nhiều lớp vật liệu khác nhau có chiết suất xen kẽ. Bất cứ khi nào sóng ánh sáng đi qua bề mặt phân cách của các lớp này sẽ xảy ra hiện tượng phản xạ và khúc xạ một phần. Khi bước sóng chân không của sóng ánh sáng đạt tới độ dày quang học gấp bốn lần, sự tương tác của các sóng này gây ra giao thoa tăng cường, cho phép cấu trúc lớp hoạt động như một vật phản xạ chất lượng cao. Vùng loại trừ ánh sáng này được tạo ra bởi cấu trúc phân lớp là cốt lõi của công nghệ DBR.
Ranh giới của mỗi lớp là điểm khởi đầu cho sự phản xạ và khúc xạ của sóng ánh sáng, cho phép DBR đạt được độ phản xạ cao ở các bước sóng cụ thể.
Đặc điểm vùng cản sáng
Trong DBR, dải bước sóng phản xạ được gọi là dải chặn quang tử. Ánh sáng trong phạm vi này phải tuân theo các quy tắc truyền sóng cụ thể, điều đó có nghĩa là sóng ánh sáng ở các bước sóng này bị cấm truyền trong cấu trúc này. Đặc điểm này làm cho các gương phản xạ Bragg phân tán trở nên đặc biệt quan trọng trong các thiết bị quang học khác nhau, bao gồm cả laser và bộ cộng hưởng sợi quang.
Tính hệ số phản xạ
Việc tính toán hệ số phản xạ DBR liên quan đến chỉ số khúc xạ của nhiều lớp cũng như dữ liệu độ dày của các lớp. Nói chung, các lựa chọn vật liệu như kết hợp titan dioxide và silicon hoạt động tốt, cho phép kiểm soát được độ phản xạ và phạm vi ánh sáng của chúng. Những đặc tính phản chiếu này cũng có tác động sâu sắc đến việc sử dụng nó.
Đặc điểm phản xạ của chế độ TE và TM
DBR cho thấy sự khác biệt cụ thể về độ phản xạ đối với chế độ điện ngang (chế độ TE) và chế độ từ trường ngang (chế độ TM) ở các góc tới và bước sóng khác nhau. Chế độ TE thường có độ phản chiếu cao bởi cấu trúc, trong khi chế độ TM tương đối dễ thâm nhập hơn. Những đặc điểm như vậy không chỉ thể hiện chức năng của DBR như một bộ phân cực mà còn thúc đẩy hơn nữa sự phát triển của các thành phần quang học.
Chiếc phản xạ Bragg lấy cảm hứng từ sinh học
Chiếc phản xạ Bragg lấy cảm hứng từ sinh học là tinh thể quang tử 1D lấy cảm hứng từ thiên nhiên. Cấu trúc này không chỉ tạo ra màu sắc cấu trúc mà còn có thể được sử dụng để tạo ra cảm biến khí/dung môi chi phí thấp. Khi các lỗ trên cấu trúc được thay thế bằng các chất khác, màu sắc của nó sẽ thay đổi, điều này thể hiện về mặt kỹ thuật một ứng dụng tiên tiến của khoa học vật liệu.
Những cấu trúc lấy cảm hứng từ sinh học này thể hiện sự sáng tạo có trong tự nhiên và mang đến những góc nhìn mới về sự tiến bộ của công nghệ hiện đại.
Kết luận
Việc nghiên cứu và ứng dụng các gương phản xạ Bragg phân tán không chỉ giới hạn ở việc hiểu rõ nguyên lý của chúng mà còn bao gồm cả cách tận dụng các đặc tính quang học độc đáo của chúng để cải tiến các công nghệ hiện có. Tương lai sẽ thú vị như thế nào khi khoa học vật liệu và kỹ thuật quang học tiếp tục phát triển?
