Distributed Bragg reflector
ડિસ્ટ્રિબ્યુટેડ બ્રેગ રિફ્લેક્ટર (ડી. બી. આર.) એ તરંગ માર્ગદર્શિકાઓમાં વપરાતો પરાવર્તક છે, જેમ કે ઓપ્ટિકલ ફાઇબર. તે એક માળખું છે જે વિવિધ રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ સાથે વૈકલ્પિક સામગ્રીના બહુવિધ સ્તરોમાંથી રચાય છે, અથવા ડાઇલેક્ટ્રિક વેવગાઇડની કેટલીક લાક્ષણિકતા (જેમ કે ઊંચાઈ) ની સમયાંતરે વિવિધતા દ્વારા રચાય છે, જેના પરિણામે માર્ગદર્શિકામાં અસરકારક રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સમાં સમયાંતરે ફેરફાર થાય છે. દરેક સ્તરની સીમા આંશિક પ્રતિબિંબ અને ઓપ્ટિકલ તરંગના રીફ્રેક્શનનું કારણ બને છે. એવા તરંગો માટે કે જેમની વેક્યૂમ તરંગલંબાઇ સ્તરોની ઓપ્ટિકલ જાડાઈ કરતાં ચાર ગણી નજીક હોય, આ બીમ વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા રચનાત્મક દખલ પેદા કરે છે, અને સ્તરો ઉચ્ચ ગુણવત્તાના પરાવર્તક તરીકે કાર્ય કરે છે. પ્રતિબિંબિત થતી તરંગલંબાઇની શ્રેણીને ફોટોનિક સ્ટોપબેન્ડ કહેવામાં આવે છે. તરંગલંબાઇની આ શ્રેણીમાં, માળખામાં પ્રકાશનો પ્રસાર "પ્રતિબંધિત" છે. પરાવર્તનશીલતા તીવ્રતા માટે ડી. બી. આર. ની પરાવર્તનશીલતા, મૂળ માધ્યમના સંબંધિત રીફ્રેક્ટિવ સૂચકાંકો ક્યાં અને ક્યાં છે તેના દ્વારા આપવામાં આવે છે, બે વૈકલ્પિક સામગ્રી અને અંતિમ માધ્યમ (એટલે કે. બેકિંગ અથવા સબસ્ટ્રેટ); અને નીચા/ઉચ્ચ રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ સામગ્રીની પુનરાવર્તિત જોડીઓની સંખ્યા છે. આ સૂત્ર ધારે છે કે પુનરાવર્તિત જોડીઓમાં બધામાં ક્વાર્ટર-વેવ જાડાઈ હોય છે (એટલે કે, જ્યાં સ્તરનો રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ છે, તે સ્તરની જાડાઈ છે, અને તે પ્રકાશની તરંગલંબાઇ છે). ફોટોનિક સ્ટોપ-બેન્ડની આવર્તન બેન્ડવિડ્થની ગણતરી બેન્ડની કેન્દ્રિય આવર્તન ક્યાં છે તેના દ્વારા કરી શકાય છે. આ રૂપરેખાંકન સૌથી મોટો સંભવિત ગુણોત્તર આપે છે જે રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સના આ બે મૂલ્યો સાથે પ્રાપ્ત કરી શકાય છે. ડી. બી. આર. માં જોડીની સંખ્યામાં વધારો કરવાથી અરીસાની પરાવર્તનશીલતા વધે છે અને બ્રેગ જોડીમાં સામગ્રી વચ્ચે રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ કોન્ટ્રાસ્ટમાં વધારો કરવાથી પરાવર્તનશીલતા અને બેન્ડવિડ્થ બંનેમાં વધારો થાય છે. સ્ટૅક માટે સામગ્રીની સામાન્ય પસંદગી ટાઇટેનિયમ ડાયોક્સાઇડ (n ≈ 2.5) અને સિલિકા (n ≈ 1.5) છે. ઉપરના સૂત્રમાં સ્થાનાંતર કરવાથી 630 એનએમ પ્રકાશ માટે લગભગ 200 એનએમની બેન્ડવિડ્થ મળે છે. ડિસ્ટ્રિબ્યુટેડ બ્રેગ રિફ્લેક્ટર એ ઊભી પોલાણની સપાટીના ઉત્સર્જક લેસરો અને અન્ય પ્રકારના સાંકડી-રેખીય લેસર ડાયોડ જેવા કે ડિસ્ટ્રિબ્યુટેડ ફીડબેક (DFB) લેસરો અને ડિસ્ટ્રિબ્યુટેડ બ્રેગ રિફ્લેક્ટર (DBR) લેસરોમાં મહત્વપૂર્ણ ઘટકો છે. તેનો ઉપયોગ ફાઇબર લેસરો અને મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન લેસરોમાં કેવિટી રેઝોનેટર (અથવા ઓપ્ટિકલ કેવિટી) બનાવવા માટે પણ થાય છે. ટીઇ અને ટીએમ મોડ પરાવર્તનશીલતા આ વિભાગમાં કેટલીક તરંગલંબાઇ અને ઘટના ખૂણાઓ પર ડીબીઆર માળખા સાથે ત્રાંસા વિદ્યુત (ટીઇ) અને ત્રાંસા ચુંબકીય (ટીએમ) ધ્રુવીકૃત પ્રકાશની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાની ચર્ચા કરવામાં આવી છે. ડી. બી. આર. માળખાની આ પ્રતિબિંબની ગણતરી (નીચે વર્ણવેલ) ટ્રાન્સફર-મેટ્રિક્સ પદ્ધતિ (ટી. એમ. એમ.) નો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવી હતી, જ્યાં એકલા ટી. ઈ. સ્થિતિ આ માળખા દ્વારા ખૂબ જ પ્રતિબિંબિત થાય છે, જ્યારે ટી. એમ. સ્થિતિઓ પસાર થાય છે. આ એ પણ દર્શાવે છે કે ડી. બી. આર. ધ્રુવીકરણ તરીકે કામ કરે છે. ટી. ઈ. અને ટી. એમ. ની ઘટનાઓ માટે આપણી પાસે ડી. બી. આર. સ્ટેકનું પ્રતિબિંબ સ્પેક્ટ્રા છે, જે હવા અને ડાઇલેક્ટ્રિક સ્તરો વચ્ચે 11.5 ના ડાઇલેક્ટ્રિક કોન્ટ્રાસ્ટના 6 સ્તરના સ્ટેકને અનુરૂપ છે. હવા અને અસ્તરવિદ્યુત સ્તરોની જાડાઈ આ સમયગાળાની અનુક્રમે 0.8 અને 0.2 છે. નીચેની આકૃતિઓમાં તરંગલંબાઇ, કોષ સમયગાળાના ગુણાંકને અનુરૂપ છે. આ DBR એ 1D ફોટોનિક સ્ફટિકનું પણ એક સરળ ઉદાહરણ છે. તેમાં સંપૂર્ણ ટીઇ બેન્ડ ગેપ છે, પરંતુ માત્ર સ્યુડો ટીએમ બેન્ડ ગેપ છે. બાયો-પ્રેરિત બ્રેગ રિફ્લેક્ટર્સ બાયો-પ્રેરિત બ્રેગ રિફ્લેક્ટર્સ પ્રકૃતિ દ્વારા પ્રેરિત 1D ફોટોનિક સ્ફટિકો છે. આવા નેનોસ્ટ્રક્ચર્ડ દ્રવ્યમાંથી પ્રકાશનું પ્રતિબિંબ માળખાકીય રંગમાં પરિણમે છે. જ્યારે મેસોપોરસ મેટલ-ઓક્સાઇડ અથવા પોલિમરમાંથી ડિઝાઇન કરવામાં આવે છે, ત્યારે આ ઉપકરણોનો ઉપયોગ ઓછા ખર્ચે વરાળ/દ્રાવક સેન્સર તરીકે થઈ શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, આ છિદ્રાળુ બહુસ્તરીય માળખાનો રંગ ત્યારે બદલાશે જ્યારે છિદ્રોને ભરતા પદાર્થને બીજા દ્વારા બદલવામાં આવશે, દા. ત. હવાને પાણીથી બદલો. ફોટોનિક સ્ફટિક સંવેદક સંદર્ભો ઓપ્ટિકલ ઉપકરણો ફાઇબર ઓપ્ટિક્સ પણ જુઓ