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鍍膜

光學(xué)薄膜與光子晶體及光子光纖

星之球激光 來源:激光網(wǎng)2011-08-15 我要評(píng)論(0 )   

人類模仿天然晶體特性進(jìn)行設(shè)計(jì)的具有代表性的 光學(xué) 元件 就是介質(zhì)多層膜。當(dāng)介質(zhì)呈規(guī)則結(jié)構(gòu)時(shí),所產(chǎn)生的特殊反射現(xiàn)象為布拉格反射。對(duì)X射線來說,它是這樣一種現(xiàn)象:當(dāng)...

       人類模仿天然晶體特性進(jìn)行設(shè)計(jì)的具有代表性的光學(xué)元件就是介質(zhì)多層膜。當(dāng)介質(zhì)呈規(guī)則結(jié)構(gòu)時(shí),所產(chǎn)生的特殊反射現(xiàn)象為布拉格反射。對(duì)X射線來說,它是這樣一種現(xiàn)象:當(dāng)呈埃級(jí)尺寸的規(guī)則的原子排列時(shí),每個(gè)原子的散射引起干涉,向特定方向以高反射率反射。介質(zhì)多層膜是將有折射率差的介質(zhì)以1/4波長或1/2波長的厚度有規(guī)律地堆積而成,可稱之為人工一維晶體。但與布喇格晶體不改變晶格間距相比,通過設(shè)計(jì)通過優(yōu)化介質(zhì)多層膜的介電常數(shù)、厚度,人工賦予其必要的特性。

     光子晶體或光子光纖均是通過微細(xì)結(jié)構(gòu)控制光的發(fā)生和傳播。光子晶體是因與電子晶體相類似派生出的一種人工晶體,在活性中心周圍形成規(guī)則結(jié)構(gòu),其三維結(jié)構(gòu)的干涉效應(yīng)可以禁止活性中心所產(chǎn)生的光對(duì)周圍的傳播。不傳播光與不產(chǎn)生光是等效的。因而,通過周圍折射率分布結(jié)構(gòu),可以形成不發(fā)射活性中心光的禁帶能級(jí)結(jié)構(gòu)。這與半導(dǎo)體晶體的禁帶相類似。若能成為禁帶會(huì)有某種好處。不能產(chǎn)生光的活性中心因不能自然發(fā)射光而形成很大的逆向分布,直到受激發(fā)射分布概率變大也不出現(xiàn)光損耗。

  結(jié)果激光振蕩閾值變低,以致于使自然發(fā)射與受激發(fā)射無法區(qū)別,由此,人們期待出現(xiàn)無閾值激光。實(shí)際上,用面發(fā)光半導(dǎo)體激光器,實(shí)現(xiàn)了極低激勵(lì)電流的激光振蕩。如果對(duì)禁止發(fā)光反而成為低閾值這一點(diǎn)難以理解,那么就要想到對(duì)由高反射率反射鏡組成的法布里 — 珀羅諧振器注入能量,則光束從相反方向輸出。若無內(nèi)部損耗,則干涉效應(yīng)完全起作用,就能實(shí)現(xiàn)無閾值激光振蕩。光子光纖若構(gòu)成二維截面結(jié)構(gòu),就能制作出控制光傳播的光子光纖?,F(xiàn)已開發(fā)出各種形狀的光子光纖,這種光纖可以使脈沖光傳播不分散,特別適用于光通信。另外,若對(duì)中心部分的芯線入射飛秒激光的強(qiáng)脈沖,則會(huì)引起自相位調(diào)制,使光譜范圍變大。而光子光纖無分散特性允許自相位調(diào)制無損耗地持續(xù)進(jìn)行,結(jié)果短的光子光纖也能產(chǎn)生從紫外到紅外的超白光,這種超白光能進(jìn)行光學(xué)補(bǔ)償,成為使光頻標(biāo)準(zhǔn)高精度化的最佳方法。

 

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