توری براگ
تعریف: ساختار انعکاسی با یک مدولاسیون ضریب شکست متناوب
توری براگ

تعریف: ساختار انعکاسی با یک مدولاسیون ضریب شکست متناوب
توری براگ افزاره‌ نوری شفافی است که دارای تغییرات تناوبی ضریب شکست است، در نتیجه این تغییرات ضریب شکست، بازتابندگی بالا برای یک محدوده طول موجی (پهنای باند) حول یک طول موج مرکزی خاص که شرط براگ را برآورده می ‌کند رخ خواهد داد. شرط براگ عبارت است از

شکل 1- اگر شرط براگ برقرار باشد توری براگ حجمی که در داخل یک قطعه شیشه ‌قرار دارد باریکة ورودی را بازتاب می ‌کند (سمت چپ). برای یک زاویه فرود متفاوت به ندرت انعکاس دیگری اتفاق می‌ افتد.
که در آن  λطول موج نور در خلأ ،  nضریب شکست،  θزاویه انتشار در ماده نسبت به جهت عمود بر توری و Λ دورة تناوب توری است. اگر این شرط برقرار باشد، عدد موج توری برابر اختلاف اعداد موج امواج ورودی و انعکاسی می‌ شود.
دیگر طول موج ها تنها به میزان اندک تحت تأثیر توری براگ قرار می ‌گیرند، مگر بعضی لوب ‌‌های جانبی در طیف انعکاسی تحت تأثیر قرار گیرند. به طور مشابه، اگر زاویه ورودی اندکی تغییر کند ممکن است انعکاس به طور کامل حذف شود (شکل 1).
حول و حوش طول موج براگ، حتی با مدولاسیون جزئی ضریب شکست می ‌توان تقریباً به بازتاب کلی دست یافت، به شرطی که توری به حد کافی بلند باشد. به خاطر وابستگی انعکاس و عبور به طول موج، یک توری براگ می‌ تواند به عنوان فیلتر اپتیکی استفاده شود.
مثال ‌هایی از توری براگ نوری

  • توری ‌های براگ ساخته شده در یک قطعه (مثلاً یک پلیمر یا شیشه) حجیم توری براگ حجمی نامیده می‌ شوند. این نوع توری معمولاً با تابش نور ماوراء بنفش همدوس بر یک شیشه حساس به نور ایجاد می ‌شود. نور ماوراء بنفش همدوس با استفاده از یک الگوی تداخلی به طور فضایی مدوله شده و اثر آن بر روی شیشه حساس به نور الگوی توری حجیم را ایجاد می‌ کند (شکل 1). پهنای باند انعکاسی این نوع توری ‌ها خیلی کوچکتر از پهنای باند آینه های فیلم نازک دی ‌الکتریک است. چرا که آنها مغایرت ضریب شکست کمی دارند که با یک طول اندرکنشی بلند‌تر جبران می شود (بیشینه انعکاس 99.9% ممکن است). توری‌ های براگ حجمی را می توان به عنوان مثال به عنوان تزویج‌ گرهای خروجی لیزر دیودها استفاده کرد، پهنای باند انعکاسی کوچک (مثلاً کمتر از 0.1 نانومتر) به پهنای باند (پهنای خط) تابشی باریک و وابستگی اندک طول موج تابشی به دما منجر شود که می ‌تواند پمپاژ لیزرهای حالت جامد را آسان‌ترکند. توری براگ حجمی را همچنین می ‌توان در داخل مشدد یک لیزر حالت جامد به منظور کوک یا میزان کردن طول موج تابش قرار داد. برای توان ‌های بالای داخل کاواک (مثلاً ده ‌ها وات)، با این وجود آثار گرمایی مضر مثل تغییر باند انعکاس و کاهش بازتاب می ‌تواند اتفاق بیفتد. توری های براگ حجمی نه فقط برای سطوح توان بالا می توانند استفاده شوند بلکه می‌ توانند در ترکیب طیفی باریکه نیز استفاده شوند. 
  • توری‌ های براگ‌ فیبری وجود دارند که داخل فیبر نوری ساخته می‌ شوند. این نوع توری ‌ها می ‌توانند نور را در فیبرها منعکس کرده یا منجر به تزویج‌ های مدی گوناگون در فیبرهای چند مدی شوند. توری ‌های براگ فیبری به عنوان مثال برای تثبیت طول موج لیزرهای فیبری، برای فیلتر کردن مؤلفه‌ های طول موجی خاص، برای هموار کردن بهره و نیز در حسگر‌های فیبر نوری استفاده می‌ شوند.
  • همچنین لیزر دیودهایی با توری براگ داخلی (بر اساس تکنولوژی نیمه رساناها) برای باریک کردن و تثبیت طول موج تابشی وجود دارند (لیزر‌های انعکاسی براگ توزیع شده (DBR)، لیزرهای بازخوردی توزیع شده (DFBR)). 
 


   |    1398/3/23