Создано лазерное зеркало с высоким коэффициентом отражения

Новое зеркало, созданное инженерами из Калифорнийского университета, обладает такой же способностью отражать 99,9% излучения, как и обычные распределенные отражатели Брэгга (DBR), но в 20 раз тоньше их, работает в более широком диапазоне частот, и легче в изготовлении.

Распределенные отражатели Брэгга состоят из перемежающихся слоев алюминия-галлия-арсенида, коэффициент отражения которого равен 3, и галлия-арсенида, имеющего больший коэффициент отражения, равный 3,6. Из-за разности коэффициентов преломления небольшое количество света отражается на границе раздела между каждой парой слоев, образуя когерентный отраженный луч.

DBR способны отражать до 99,9% света, но при этом они могут содержать до 80 слоев материала. Толщина таких отражателей достигает 5 мкм, что считается довольно большой величиной.

В новых отражателях, разработанных группой проф. Конни Чанг-Хаснайн (Connie J. Chang-Hasnain), вместо множества отражающих слоев с разными коэффициентами преломления используется всего одна пара слоев. В качестве материала с высоким коэффициентом преломления применялся алюминий-галлий-арсенид, а роль слоя с низким коэффициентом преломления исполняет прослойка воздуха, коэффициент преломления которого равен 1. На слое алюминия-галлия-арсенида имелись узкие канавки, расстояние между которыми не превышало длины световой волны, сообщает EurekAlert.

Свет, попадающий на поверхность зеркала, направляется в канавки, где, проходя через границу раздела полупроводник-воздух, отражается в противоположном направлении. Исследователи отмечают, что в качестве слоя с низким коэффициентом преломления могут применяться и другие материалы, например, диоксид кремни, коэффициент преломления которого равен 1,5.

Для демонстрации отражающей способности нового зеркала ученые заменили им один из двух отражателей лазера поверхностного излучения с вертикальным резонатором (VCSEL). Тестовые испытания подтвердили, что эффективность работы нового отражателя не ниже, чем у распределенных отражателей Брэгга.