布拉格反射镜制作及其在光电子领域的应用

介质材料生长布拉格反射镜一般是多晶或非品形态，不需要品格匹配。

介质布拉格反射镜膜层材料中展常见的是Ｓｉ０２和ｓｉ、ｓｉ３Ｎ４、Ｔｉ０２等的组合１７。

８Ｊ。

然尔。

ｓｉ虽然有较高的折射率，但是在长波长（＞９００ｒａｎ）有较大的吸收，所以有时用Ｔｉ０２来代替它。

其它还有Ａ１２０Ｊ．Ｍｆｇｏ，ＳｉＣ，ＢｅＯ。

ＣａＦ２，ＺｎＳｅａｎｄＭｇＦ２等介质材料ｉ９．…。

３．布拉格反射镜的应用
３．１ＶＣＳＥＬ
布拉格反射镜首先被应用在ＶＣＳＥＬ上．ＶＣＳＥＬ有上布拉格反射镜、下布拉格反射镜和有源区三部分组成，与一般的边发射半导体激光器相比，具有成本低，光束质量好，易于耦合等优点，在光通讯和光互联方面被认为有很光明的前景．近年来出现了波长可调谐ＶＣＳＥＬ，有希望取代现在光通讯上占据主要地位的分布反馈布拉格光栅（ＤＦＢ）激光器．利用ＣｍＡｓ／ＡＩｚＧａｌｏｓ布拉格反射镜可以实现６００ｒｉｍ－－１０００ｍ的ＶＣＳＥＬ，采用ｌｎＧａＮＡｓ材料作有源区也可以实现１３００ｉｒａｌ的ＶＣＳＥＬ。

采用ＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓＰ布拉格反射镜可以实现１３００ｎｍ－－１６００ＩＬｒｆｌ波长的ＶＣＳＥＬ，但是，ＩｎＰ与ＩｎＧａＡｓＰ折射率差小，生长布拉格反射镜需要几十甚至上百对，工艺要求很高。

于是产生了用ｋＰ／空气制作的布拉格反射镜。

图四为ＩｎＰ／空气作为上布拉格反射镜的可调谐光泵ＶＣＳＥＬ．
３．２ＶＥＣＳＥＬ
ＶＥＣＳＥＬ［”Ｊ是上世纪９０年代末才出现的一种新型光电子器件，是一种特殊的ＶＣＳＥＬ。

与一般的ＶＣＳＥＬ不同的是，它没有上布拉格反射镜，依靠下布拉格反射镜和外腔镜实现激光振荡。

ＶＥＣＳＥＬ采用成熟的大功率半导体激光器泵浦，它的输出功率可以达到瓦级，而一般电泵的ＶＣＳＥＬ输出功率仅为毫瓦量级．ＶＥＣＳＥＬ更大的优点在于，它可以在外腔中加入非线性元件，实现频率变换；加入半导体可饱和吸收镜（ＳＥＳＡＭ）以实现脉冲宽度为皮秒、重复率为ＧＨｚ以上的锁模脉冲。

图５为用于实现镁模脉冲输出的ＶＥＣＳＥＬ，它的增益结构中含有布拉格反射镜。

高反，ＲＯＣ－１８ｎａｎ
图４ＩｎＰ／空气为上布拉格反射镜图５ＶＥＣＳＥＬ用ＳＥＳＡＭ被动锁模光路的可调谐光泵ＶＣＳＥＬ
３．３ＳＥＳＡＭ
半导体可饱和吸收镜１３１（ＳＥＳＡＭ）是上世纪９０年代初出现的一种用于固体激光器被动锁模的半导体可饱和吸收体。

现在它已经用在光纤激光器、ＶＥＣＳＥＬ等多种激光器上，即可以被动锬模，也可以被动调Ｑ，既可以通过直接作为被动锁模可饱和吸收体获得皮秒量级的超短脉冲，又可以作为飞秒量级的孤子锁模和克尔镜镇模等的自启动装置．解决前者锁模中出现的锁模不稳定的现象。

ＳＥＳＡＭ的发明和不断改进是上世纪９０年代以来超短脉冲领域最具影响的进步，它将对有吏大意义的超快激光应用领域起重大作用。

图６是用ＳＥＳＡＭ实现Ｎｄ：ＹＡＧ激光器被动锁摸获得皮秒级激光脉冲的常见折叠腔光路装置，图７是以半导体材料ＡＩＡｓ／ＧａＡｓ多层膜为反射镜的１０６０ｎｍＳＥＳＡＭ结构生长图．
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布拉格反射镜制作及其在光电子领域的应用
作者：王勇刚， 马骁宇， 张志刚， 宋宴蓉
作者单位：王勇刚(中国科学院半导体研究所,北京,100083;天津大学精密仪器与光电子工程学院超快激光实验室,天津,300072;北京工业大学数理学院,北京,100022)， 马骁宇(中国科学院半导体
研究所,北京,100083)， 张志刚(天津大学精密仪器与光电子工程学院超快激光实验室,天津
,300072)， 宋宴蓉(北京工业大学数理学院,北京,100022)
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