分布式布拉格反射(DBR)镜是垂直腔表面发射激光器(VCSEL)的重要组成部分。
典型的DBR反射镜由交替的高折射率材料和低折射率材料构成,其厚度为1 / 4ni波长(ni是该层的折射率)。
它的反射率取决于组成对数,边界条件和折射率差。
图1布拉格反射器的工作原理DBR反射器的工作原理如图1所示。
根据反射原理,当光从光学稀薄介质n1发射到光学致密介质n2时(折射率n2≥1)。
n1),反射光在界面处将产生半波损耗,并且相位将改变π。
当光进入DBR层时,它将在每个层的上表面和下表面反射一次。
根据DBR的设计原理,当DBR的工作中心波长为λ0且厚度为d [d =λ0/(4n)]时,将发生两次反射。
光程差为0.5λ,与π的相位变化相对应,并且半波损耗也会改变π的相位。
最后,两个反射光是同相的,并且叠加得到增强,即,总反射系数增加。
DBR实际上是两种折射率介质的交替堆叠。
DBR的层越多,反射率越高,并且DBR的最终反射系数可以达到很高的水平。
DBR的反射率由每层材料的折射率差和DBR循环数决定。
阻带宽度(阻带)取决于两种材料的折射率差和DBR的中心波长λ0。
图2显示了DBR反射率和相位随波长的变化趋势。
在DBR的中心波长(970nm)附近形成较高的反射光谱,并且该中心波长被DBR反射,并且相位不变。
当波长移动时,反射光的相位将相应改变。
图2DBR的反射率和相位随波长的变化对于特定频率的光,由于DBR的反射和谐振腔的选择,最终将形成稳定的振荡驻波。
由于DBR的多层反射结构,谐振光在DBR中具有穿透深度(如图3所示)。
该效应将使有效腔长度大于谐振腔长度,从而导致较小的纵向模式间距,并可能增加多模性。
图3 VCSEL驻波分布图fqj