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              一個人年輕時，不會思索，將一事無成。  ——愛迪生（T.A.Edison）

一、電介質(zhì)鏡——折射率交替變化的數(shù)層電介質(zhì)材料

       電介質(zhì)鏡由數(shù)層折射率交替變化的電介質(zhì)材料組成，如圖4.4.1a所示，并且n2>n1，每層的厚度為λL/4，λL是光在電介質(zhì)層傳輸?shù)牟ㄩL，且λL=λo/n，λo是光在自由空間的波長，n是光在該層傳輸?shù)慕橘|(zhì)折射率。從界面上反射的光相長干涉，使反射光增強，如果層數(shù)足夠多，波長為λo的反射系數(shù)接近1。圖4.4.1b表示典型的多層電介質(zhì)鏡反射系數(shù)與波長的關(guān)系。

圖4.4.1多層電介質(zhì)鏡工作原理

  a）反射光相長干涉b）反射系數(shù)與波長的關(guān)系

       對于介質(zhì)1傳輸?shù)墓庠诮橘|(zhì)1和介質(zhì)2的界面1-2反射的反射系數(shù)是r12=（n2-n1）/（n1+n2），而且是正數(shù)，表明沒有相位變化。對于介質(zhì)2傳輸?shù)墓庠诮橘|(zhì)2和1的界面2-1反射的反射系數(shù)是r21=（n1-n2）/（n2+n1），其值是負(fù)數(shù)，表明相位變化了π。于是通過電介質(zhì)鏡的反射系數(shù)的符號交替發(fā)生變化。考慮兩個隨機的光波A和B在兩個前后相挨的界面上反射，由于在不同的界面上反射，所以具有相位差π。反射光B進入介質(zhì)1時已經(jīng)歷了兩個（λL/4）距離，即λL/2，相位差又是π。此時光波A和B的相位差已是2π，光波A和B是同相，于是產(chǎn)生相長干涉。與此類似，也可以推導(dǎo)出光波B和C產(chǎn)生相長干涉。因此，所有從前后相挨的兩個界面上反射的波都具有相長干涉的特性，經(jīng)過幾層這樣的反射后，透射光強度將很小，而反射系數(shù)將達(dá)到1。電介質(zhì)鏡原理已廣泛應(yīng)用到布拉格光柵和垂直腔表面發(fā)射激光器中。

二、介質(zhì)薄膜光濾波解復(fù)用器——利用光干涉選擇波長

       介質(zhì)薄膜光濾波解復(fù)用器利用光的干涉效應(yīng)選擇波長。可以將每層厚度為1/4波長，高、低折射率材料（例如TiO2和SiO2）相間組成的多層介質(zhì)薄膜，用作干涉濾波器，如圖4.4.2a所示。在高折射率層反射光的相位不變，而在低折射率層反射光的相位改變180°。連續(xù)反射光在前表面相長干涉復(fù)合，在一定的波長范圍內(nèi)產(chǎn)生高能量的反射光束，在這一范圍之外，則反射很小。這樣通過多層介質(zhì)膜的干涉，就使一些波長的光透射，而另一些波長的光反射。用多層介質(zhì)膜可構(gòu)成高通濾波器和低通濾波器。兩層的折射率差應(yīng)該足夠大，以便獲得陡峭的濾波器特性。用介質(zhì)薄膜濾波器可構(gòu)成WDM解復(fù)用器，如圖4.4.2b和圖4.4.3所示。

 

圖4.4.2用介質(zhì)薄膜濾波器構(gòu)成解復(fù)用器

a）介質(zhì)薄膜濾波器b）解復(fù)用器

圖4.4.3用介質(zhì)薄膜濾波器構(gòu)成的幾種解復(fù)用器