光學百科-布拉格光柵(Bragg gratings)

定義：
包含周期性折射率調制的反射結構。

光學布拉格光柵是具有周期性變化折射率的透明裝置，在某一特定波長附近的波長區(qū)域（帶寬）的反射率很大，該波長滿足布拉格條件： 

  

其中λ 是真空波長，n是折射率，θ 是在介質中相對于正入射的傳播角度， Λ 是光柵周期。如果滿足以上條件，光柵的波數(shù)與入射和反射波的波數(shù)差是匹配的。 
其它波長的光則幾乎不受布拉格光柵的影響，不過還是會在反射光譜中產(chǎn)生一些旁瓣。類似的，其它入射角度的光束也幾乎不存在反射。 
布拉格波長附近的光束，當光柵足夠長時，即使很弱的折射率調制都能實現(xiàn)幾乎全反射。由于反射率和折射率與波長有關，布拉格光柵可用做光纖濾波器。 
  
圖1：布拉格光柵中包含玻璃塊用來反射滿足布拉格條件的入射光束（左側）。而其它入射角度的光束則幾乎不存在反射。 

光纖布拉格光柵示例 

• 將布拉格光柵做成體材料（例如，采用玻璃或者聚合物），通常是采用相干紫外光照射光敏玻璃，利用干涉效應進行空間調制，這稱為體布拉格光柵（如圖1）。它們的反射帶寬比介質薄膜反射鏡的帶寬小很多，因為它們的折射率差較低，可以采用長相互作用長度來進行補償。（可以實現(xiàn)峰值反射率為99.9%）體布拉格光柵可用于激光二極管中的輸出耦合器中；小的反射帶寬可以得到窄的輻射帶寬（線寬）以及輻射波長對溫度的依賴性較低，這在泵浦固態(tài)激光器時非常有利。還可以在固態(tài)激光器的激光器諧振腔中加入體布拉格光柵，可以穩(wěn)定或者調諧輻射波長。然而當腔內功率很高時（例如，幾十瓦特），存在很多有害的效應，例如反射譜會發(fā)生偏移并且反射率減小。當功率不太高時，體布拉格光柵還可以用于頻譜組束技術中。 

• 光纖布拉格光柵是由光纖制作的。它可以反射光纖中的光，或者在多模光纖中得到各種類型的模式耦合。光纖布拉格光柵用于光纖激光器中可以固定波長，或者濾除掉特定波長成分，或者用在光纖放大器中實現(xiàn)增益平坦以及光纖傳感器中。 

• 有些激光二極管包含內置布拉格光柵（采用半導體技術制作）用來窄化和穩(wěn)定輻射波長（參閱分布布拉格反射激光器，分布反饋激光器）。

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