แนวคิดพื้นฐานสองประการของเลเซอร์

การเปลี่ยนเฟสการสะท้อน

เมื่อแสงถูกส่งจากตัวกลางที่มีแสงกระจัดกระจาย n1 ไปยังตัวกลางที่มีแสงหนาแน่น n2 (ดัชนีการหักเหของแสง n2>n1) แสงที่สะท้อนจะเกิดการเปลี่ยนเฟส 180 องศาที่ส่วนต่อประสาน อย่างไรก็ตาม ไม่มีการเปลี่ยนเฟสเกิดขึ้นเมื่อตัวกลางโฟโตเดนส์ถูกส่งไปยังตัวกลางที่ไม่กลัวแสง

จากมุมมองทางวิศวกรรม แสงก็เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเช่นกัน และการสะท้อนของแสงอาจคล้ายคลึงกับการสะท้อนของสัญญาณไฟฟ้าเมื่ออิมพีแดนซ์เปลี่ยนไป เมื่อสัญญาณไฟฟ้าเข้าสู่สายส่งอิมพีแดนซ์ต่ำจากสายส่งอิมพีแดนซ์สูง จะทำให้เกิดการสะท้อนเฟสเชิงลบ (การเปลี่ยนเฟส 180 องศา) และเมื่อเข้าสู่สายส่งอิมพีแดนซ์สูงจากสายส่งอิมพีแดนซ์ต่ำ จะสร้างการสะท้อนเฟสเชิงบวก (ไม่มีการเปลี่ยนเฟส) ดัชนีการหักเหของตัวกลางในการส่งผ่านแสงนั้นคล้ายคลึงกับความต้านทานของการส่งสัญญาณไฟฟ้า

คำอธิบายเชิงลึกอยู่นอกเหนือขอบเขตของบทความนี้

การรบกวนของฟิล์มบาง

เมื่อแสงผ่านฟิล์มบาง มันจะสะท้อนสองครั้งบนพื้นผิวด้านบนและด้านล่าง และความหนาของฟิล์มบางจะส่งผลต่อความแตกต่างของเส้นทางแสงของการสะท้อนทั้งสอง หากความหนาของฟิล์มบางถูกควบคุมให้เป็น (1/4+N) คูณความยาวคลื่น ความแตกต่างของเส้นทางแสงของการสะท้อนทั้งสองจะเป็น (1/2+2N) และความแตกต่างของเส้นทางแสงจะสอดคล้องกับ 180 องศา การเปลี่ยนเฟส และการสะท้อนครั้งหนึ่งจะเกิดการเปลี่ยนเฟส 180 องศา จากนั้นแสงสะท้อนของทั้งสองครั้งจะเข้าสู่เฟสในที่สุด และการซ้อนทับจะได้รับการปรับปรุง นั่นคือ ค่าสัมประสิทธิ์การสะท้อนโดยรวมจะเพิ่มขึ้น ในความเป็นจริง DBR เป็นเลเยอร์สลับกันของตัวกลางดัชนีการหักเหของแสงสองตัว เมื่อแสงผ่าน DBR แต่ละชั้นจะเพิ่มระบบการสะท้อนบางอย่าง และค่าสัมประสิทธิ์การสะท้อนของ DBR สามารถเข้าถึงระดับที่สูงมาก

แผนภาพกลไกการรบกวนของฟิล์ม:

หมายเหตุ 1: เพื่อให้มองเห็นได้ชัดเจน ลำแสงทั้งสามดวงจะถูกวาดแยกกัน แต่จริงๆ แล้วลำแสงเหล่านั้นซ้อนกัน

รูปที่ 2: การสะท้อนครั้งแรกของสีน้ำเงิน (การเปลี่ยนเฟส 180 องศา) และแสงสะท้อนครั้งที่สองที่เป็นสีเหลือง (ความแตกต่างของเฟส 180 องศาเนื่องจากความแตกต่างของเส้นทางแสง) ในที่สุดก็จะอยู่ในเฟส และการซ้อนทับได้รับการปรับปรุง