布拉（lā）格反射鏡（也稱（chēng）為分布布拉格反射器）是（shì）一種反射鏡結構，包含了兩種光學材料組成的（de）可調節的多層結構。最常用的是（shì）四分（fèn）之一反射鏡，其中每一層的厚度都對應四分（fèn）之一的波長。後麵的條件適用（yòng）於正入（rù）射（shè）的（de）情況，如（rú）果反射鏡用於較大角（jiǎo）度的入（rù）射時，則相對的需（xū）要層厚更大。

 

布拉格（gé）反射（shè）鏡的工作（zuò）原理

在兩材料的每個界麵處都發生菲涅（niè）爾反（fǎn）射。在工作波長時，兩個相鄰界麵處反射光的光程差為半個波長，另外，界麵（miàn）處的反射係數的符號也會發（fā）生改變。因此，在界麵處的所有反射光發生相消幹涉，得到很強的反射。反射率是由材（cái）料的層數和材料之（zhī）間的折射（shè）率差決定的。反射帶（dài）寬則主（zhǔ）要由折射率差（chà）決定。

 

圖（tú）1給出了采用8層TiO2和SiO2材料的布拉格反射鏡的電場穿透曲線。藍色曲線對應波（bō）長為1000nm的（de）光從右（yòu）側入射時的強（qiáng）度分布曲線。需（xū）要注（zhù）意的是，在反射鏡外麵強度曲線發生振蕩，是由於相反方向（xiàng）的波發生幹涉效應。灰色曲線是波長為800nm時對應的強度分布（bù）曲線，這時很大一部分光可以透過反射鏡塗層。

 

 

圖（tú）1.布拉格反射鏡的電場穿透曲線。

 

圖2給出了反射率和群時延色散隨波長的變化曲線。反（fǎn）射率在有些光學帶寬（kuān）範圍內很高，這與采用（yòng）材料的折射率差和層數有關。色散是由反射（shè）相位對光學頻率二次求導計算得到的。色散在反射頻帶（dài）的中心波（bō）長處（chù）很小，但是往兩邊迅速增大。

 

圖2.與圖1相同的反射鏡的反射率（黑線）和色散曲（qǔ）線（藍線（xiàn））。

 

圖3給出了光場（chǎng）穿透反射鏡的色階圖。可以看到，反射頻帶隻有很小部分的光場可以穿透反射鏡。

 

圖3.場強度穿透布（bù）拉格反射（shè）鏡（jìng）的（de）程度隨波長的變化圖（tú）。圖中的顏色代表進入（rù）反射鏡的光強。

 

布拉格（gé）反（fǎn）射（shè）鏡的（de）類型

可以采用下麵幾種不（bú）同的（de）技術製備布拉格反射鏡：

電介質反射（shè）鏡采用薄膜塗層技術，例如采用電（diàn）子束蒸鍍或者離子（zǐ）束濺（jiàn）射技術，它可以用作固態（tài）體激光器的激光反射鏡。這種反射結構包含了（le）非晶材料。

 

光纖布拉格光柵，包括（kuò）長周期光纖光柵，通常用（yòng）於光纖激光器和其它光纖裝置中。類似的，體布拉格光柵也可以由光敏材料製作。

 

半導體布拉格反射（shè）鏡可以采用光刻技術製備。這種反射鏡可用在激光二極管中，尤其是表（biǎo）麵發射激光（guāng）器中。

 

還有用在波（bō）導結構中的各種（zhǒng）布拉格反射器，采用（yòng）波紋波導結構，由光刻（kè）技術製備（bèi）。這種（zhǒng）類型的光柵可（kě）用在一些分布布拉格反射器或者分布反饋激光二極管中。

 

還有多層（céng）反射鏡設計，與簡單的四分之一反射（shè）鏡設計（jì）不同。在具有相同層數的情況（kuàng）下，它通常具有更低的折射率，但是可以經過優化作為二色性反射鏡或者啁（zhōu）啾（jiū）反射鏡用於色散補償。