美研制出高反射率納米鏡子

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美研制出高反射率納米鏡子 能大幅度提高光學(xué)系統(tǒng)和新激光器件性能

本報(bào)訊（記者  董映璧）  美國加州大學(xué)伯克利光電、納米結(jié)構(gòu)與半導(dǎo)體工藝中心日前研制出高反射率的納米鏡子。這種鏡子的厚度只有0．23微米，反射率超過了99．9％，更為重要的是，這種鏡子的制作工藝簡(jiǎn)單、成本低。

　　對(duì)任何激光器而言，用來形成激光共振腔的鏡片都是非常關(guān)鍵的部件。比如，用于垂直腔表面發(fā)射激光器（VCSEL）的高反射鏡子反射率達(dá)到99％，在這種激光器設(shè)備中使用的鏡片叫做分布式布拉格反射鏡（DBR）。該反射鏡通常由兩種折射率不同的材料構(gòu)成，這兩種材料交替生長(zhǎng)，形成一個(gè)具有多個(gè)層對(duì)的結(jié)構(gòu)。DBR鏡片的反射性能由結(jié)構(gòu)中的層數(shù)、每層的厚度、結(jié)構(gòu)中所用兩種材料的折射率，以及每一層的吸收和散射特性決定。通常情況下，構(gòu)成DBR層對(duì)的兩層材料間折射率差別越大，這個(gè)層對(duì)的反射率就越高。因此，要達(dá)到上述高反射率，如何選擇兩種折射率差別較大的材料等，整個(gè)生產(chǎn)工藝非常復(fù)雜，制作成本也大大提高了。另外，盡管兩層之間的反射率很高，當(dāng)構(gòu)成鏡片的層數(shù)達(dá)到80層，厚度5微米時(shí)，反射率就大大降低了。

　　而美國科研人員研制的新納米鏡子是基于在高指數(shù)亞波長(zhǎng)光柵中的分布式布拉格反射器，其厚度是分布式布拉格反射鏡的1／20。因?yàn)樵谶@種光柵中只有兩個(gè)反射層，一個(gè)是空氣，一個(gè)是鋁鎵砷化物，同時(shí)，這樣的反射層不是連續(xù)性的，而是帶有溝槽的柵狀結(jié)構(gòu)，溝槽的深度小于入射光波的波長(zhǎng)，使光波能穿透半導(dǎo)體空氣層，從而形成強(qiáng)反射，反射率也超過了99．9％。其zui主要的優(yōu)點(diǎn)是高指數(shù)亞波長(zhǎng)光柵的制作工藝簡(jiǎn)單。另外，新鏡子的光譜范圍更廣，這也為未來的廣泛應(yīng)用提供了可能。

　　研究人員指出，納米鏡子能大幅度提高光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)效率和下一代激光器件的性能，將在未來光通信領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。

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