[科普中國]-分布式布拉格反射器

DBR（distributed Bragg reflector，譯名：分布式布拉格反射器）是在波導(dǎo)中使用的反射器。當(dāng)光經(jīng)過不同介質(zhì)時在界面的地方會反射，反射率的大小會與介質(zhì)間折射率大小有關(guān)，因此如果我們把不同折射率的薄膜交互周期性的堆疊在一起，當(dāng)光經(jīng)過這些不同折射率的薄膜的時候，由于各層反射回來的光因相位角的改變而進(jìn)行建設(shè)性干涉，然后互相結(jié)合再一起，得到強(qiáng)烈反射光。

簡介DBR（distributed Bragg reflector，譯名：分布式布拉格反射器）是在波導(dǎo)中使用的反射器。當(dāng)光經(jīng)過不同介質(zhì)時在界面的地方會反射，反射率的大小會與介質(zhì)間折射率大小有關(guān)，因此如果我們把不同折射率的薄膜交互周期性的堆疊在一起，當(dāng)光經(jīng)過這些不同折射率的薄膜的時候，由于各層反射回來的光因相位角的改變而進(jìn)行建設(shè)性干涉，然后互相結(jié)合再一起，得到強(qiáng)烈反射光。

如果多膜層數(shù)變的非常多，而薄膜折射率 n1、n2、n3…. 的差變得非常小時，光就如同在同一個介質(zhì)里前進(jìn)，反射系數(shù)變得非常小。由于光的多重干涉而造成干涉效果十分明顯，因此對于波長的選擇變非常敏銳，在使用類似光柵情形時，這樣的周期性結(jié)構(gòu)就被稱為分布式布拉格反射器（Distributed Bragg reflectors）。

這種現(xiàn)象常運(yùn)用在單反相機(jī)的鏡頭上，雖然對于理想狀態(tài)下的鏡片而言，光線能夠完全透過鏡頭，并正確的在底片或CCD上完全聚焦。然而，事實(shí)上，任何物體都會對光線反射，即便是透明玻璃也是如此，所以為了增加光通量，我們常會在鏡頭上鍍膜，于是利用分布式布拉格反射器，可以使光線在一定波長的范圍內(nèi)減少反射，增加通光量。1

薄膜薄膜材料是指厚度介于單原子到幾毫米間的薄金屬或有機(jī)物層。電子半導(dǎo)體功能器件和光學(xué)鍍膜是薄膜技術(shù)的主要應(yīng)用。

一個很為人們熟知的表面技術(shù)的應(yīng)用是家用的鏡子：為了形成反射表面在鏡子的背面常常鍍上一層金屬，鍍銀操作廣泛應(yīng)用于鏡子的制作，而低于一個納米的極薄的鍍層常常用來制作雙面鏡。

當(dāng)光學(xué)用薄膜材料（例如減反射膜消反射膜等）由數(shù)個不同厚度不同反射率的薄層復(fù)合而成時，他們的光學(xué)性能可以得到加強(qiáng)。相似結(jié)構(gòu)的由不同金屬薄層組成的周期性排列的薄膜會形成所謂的超晶格結(jié)果。在超晶格結(jié)構(gòu)中，電子的運(yùn)動被限制在二維空間中而不能在三維空間中運(yùn)動于是產(chǎn)生了量子阱效應(yīng)。

薄膜技術(shù)有很廣泛的應(yīng)用。長久以來的研究已經(jīng)將鐵磁薄膜用于計算機(jī)存儲設(shè)備，醫(yī)藥品，制造薄膜電池，染料敏化太陽能電池等。

陶瓷薄膜也有很廣泛的應(yīng)用。由于陶瓷材料相對的高硬度使這類薄膜可以用于保護(hù)襯底免受腐蝕氧化以及磨損的危害。在刀具上陶瓷薄膜有著尤其顯著的功用，使用陶瓷薄膜的刀具的使用壽命可以有效提升幾個數(shù)量級。

現(xiàn)階段對于一種被稱為多組分非晶重金屬陽離子氧化物的新型的無機(jī)氧化物材料的研究正在進(jìn)行，這種材料有望用于制造穩(wěn)定，環(huán)保，低成本的透明晶體管。1

相位相位（phase），是描述信號波形變化的度量，通常以度（角度）作為單位，也稱作相角或相。當(dāng)信號波形以周期的方式變化，波形循環(huán)一周即為360o。常應(yīng)用在科學(xué)領(lǐng)域，如數(shù)學(xué)、物理學(xué)、電學(xué)等。1

光通量光通量（Luminous flux），符號是Φ，標(biāo)準(zhǔn)單位是流明（lumen，簡記為lm），是一種表示光功率的物理量，是表示光源整體亮度的指標(biāo)。指每單位時間內(nèi)由光源所發(fā)出或由被照體所吸收的光能，可以由發(fā)光強(qiáng)度（Iv）對立體角的積分計算得到。

光通量體現(xiàn)的是人眼感受到的功率。對大量具有正常視力的觀察者所做的實(shí)驗表明，在較明亮環(huán)境中人的視覺對波長為555.0nm左右的綠色光最敏感，這種人眼對各波長光譜敏感程度不同的性質(zhì)可以由視見函數(shù)V(λ)表示。光通量就是用來表示輻射功率經(jīng)過人眼的視見函數(shù)影響后的光譜輻射功率大小的物理量。2

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

劉軍 - 副研究員 - 中國科學(xué)院工程熱物理研究所