Διηλεκτρικός οπτικός καθρέφτης συνήθειας

Ένας διηλεκτρικός καθρέφτης είναι ένας καθρέφτης βασισμένος στα πολλαπλάσια λεπτά στρώματα (συνήθως δύο) των διαφορετικών διαφανών οπτικών υλικών (διηλεκτρικά επιστρώματα →, λεπτά επιστρώματα, επιστρώματα παρέμβασης). Ακόμα κι αν ο συντελεστής αντανάκλασης Fresnel από μια ενιαία διεπαφή μεταξύ δύο υλικών είναι μικρός (λόγω μιας μικρής διαφοράς στους διαθλαστικούς δείκτες), οι αντανακλάσεις από πολλές διεπαφές μπορούν (σε μια ορισμένη σειρά μήκους κύματος) δημιουργικά να παρεμβουν για να οδηγήσουν σε έναν πολύ υψηλό γενικό συντελεστή ανάκλασης (ανακλαστικότητα) της συσκευής. Το απλούστερο και πιό κοινό σχέδιο είναι αυτό ενός καθρέφτη Bragg, όπου όλες οι οπτικές τιμές πάχους στρώματος είναι ακριβώς τέταρτο του μήκους κύματος σχεδίου. Αυτό το σχέδιο οδηγεί στον υψηλότερο πιθανό συντελεστή ανάκλασης για έναν δεδομένο αριθμό ζευγαριών στρώματος και δεδομένων υλικών. Είναι επίσης δυνατό να σχεδιαστούν οι διχροϊκοί καθρέφτες με τις ελεγχόμενες ιδιότητες για τα διαφορετικά μήκη κύματος.

Οι καθρέφτες αντηχείων ενός λέιζερ είναι σχεδόν πάντα διηλεκτρικοί καθρέφτες, επειδή τέτοιες συσκευές επιτυγχάνουν συνήθως έναν πολύ υψηλό συντελεστή ανάκλασης > 99,9%, και το περιορισμένο εύρος ζώνης αντανάκλασής τους μπορεί να είναι κατάλληλο επειδή επιτρέπει τη μετάδοση του φωτός αντλιών (σε ένα πιό σύντομο μήκος κύματος) μέσω ενός διπλώνοντας καθρέφτη του αντηχείου (διχροϊκοί καθρέφτες →). Λόγω αυτής της χρήσης, οι διηλεκτρικοί καθρέφτες καλούνται συχνά καθρέφτες λέιζερ.

Μια χαρακτηριστική ιδιοκτησία των διηλεκτρικών καθρεφτών είναι ότι είναι οπτικές ιδιότητες εξαρτώνται ουσιαστικά από τη γωνία της πρόσπτωσης. Για παράδειγμα, το σχήμα 1 παρουσιάζει φάσματα συντελεστή ανάκλασης ενός απλού καθρέφτη Bragg για τις διαφορετικές γωνίες επίπτωσης. Ο μεγαλύτερος ότι η γωνία, το περισσότερο φάσμα αντανάκλασης μετατοπίζεται προς τα πιό σύντομα μήκη κύματος. Αυτό είναι ουσιαστικά επειδή το συστατικό της διανυσματικής καθέτου κυμάτων στις επιφάνειες στρώματος γίνεται μικρότερο για ένα δεδομένο μήκος κύματος, το οποίο μπορεί να αντισταθμιστεί με τη μείωση του μήκους κύματος.

Σχήμα 1: Το φάσμα συντελεστή ανάκλασης ενός καθρέφτη Bragg για τις διαφορετικές γωνίες επίπτωσης από την κανονική επίπτωση (κόκκινη) μέχρι 60° (μπλε) στα βήματα 10°.