ブラッグ反射鏡はどのように機能しますか?

ブラッグ反射鏡の理解

ブラッグ反射器は、ブラッグミラーまたは分布ブラッグ反射器 (DBR)とも呼ばれ、特定の波長の光を反射し、他の波長の光を透過する光学構造です。レーザー、センサー、光ファイバーなど、さまざまな光学デバイスの基本コンポーネントです。ブラッグ反射器の原理は、光波の建設的干渉に基づいています。

動作原理

ブラッグ反射器は、屈折率の異なる材料の層を交互に重ねて構成されています。光波が反射器に入ると、異なる材料間の各界面で部分的に反射されます。層の厚さが反射される光の波長の 4 分の 1 になるように正確に制御されている場合、各界面からの反射波は同位相になります。この状態により建設的干渉が起こり、目的の波長の光の反射が大幅に強化され、他の波長は最小限の反射で通過します。

主な特徴

• 選択的波長反射:ブラッグ反射器は特定の波長を反射する効率が非常に高いため、波長固有の用途に最適です。
• 高い反射率:層の数と屈折率のコントラストを最適化することで、ブラッグ反射器は対象波長に対してほぼ完璧な反射率を実現できます。
• 幅広い応用範囲:レーザー (共振空洞を形成するため)、光センサー、波長フィルターなど、さまざまな光学デバイスに使用されます。

設計上の考慮事項

ブラッグ反射器の設計には、材料の慎重な選択と各層の厚さの正確な制御が必要です。重要なパラメータには、材料の屈折率、層の数、動作波長などがあります。ブラッグ反射器の有効性は、これらのパラメータの影響を受ける目的の波長で建設的干渉を引き起こす能力によって決まります。

要約すると、ブラッグ反射器は建設的干渉の原理を利用して特定の波長の光を選択的に反射するため、さまざまな光学デバイスの設計において重要なコンポーネントとなります。