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Un espejo dieléctrico es un espejo basado en capas delgadas múltiples (generalmente dos) de diversos materiales ópticos transparentes (capas dieléctricas del →, capas de la fino-película, capas de interferencia). Incluso si el coeficiente de reflexión de Fresnel de un solo interfaz entre dos materiales es pequeño (debido a una pequeña diferencia en índices refractivos), las reflexiones de muchos interfaces pueden (en cierta gama de longitud de onda) interferir constructivo para dar lugar a una reflexión total muy alta (reflectividad) del dispositivo. El diseño más simple y más común es el de un espejo de Bragg, donde están apenas un cuarto todos los valores ópticos del grueso de la capa de la longitud de onda del diseño. Este diseño lleva a la reflexión más alta posible para un número dado de pares de la capa y de materiales dados. Es también posible diseñar los espejos dicroicos con las propiedades controladas para diversas longitudes de onda.
El resonador duplica de un laser es espejos casi siempre dieléctricos, porque tales dispositivos alcanzan rutinario una reflexión muy alta de > 99,9%, y su ancho de banda limitado de la reflexión puede ser conveniente porque permite la transmisión de la luz de la bomba (en una longitud de onda más corta) a través de un espejo plegable del resonador (espejos dicroicos del →). Debido a este uso, los espejos dieléctricos a menudo se llaman los espejos del laser.
Una propiedad característica de espejos dieléctricos es que son propiedades ópticas dependen substancialmente del ángulo de la incidencia. Como un ejemplo, cuadro 1 espectros de la reflexión de las demostraciones de un espejo simple de Bragg para diversos ángulos de incidencia. Más en gran parte el ángulo, el más el espectro de la reflexión se desplaza hacia longitudes de onda más cortas. Esto está esencialmente porque el componente del perpendicular del vector de onda a las superficies de la capa llega a ser más pequeño para una longitud de onda dada, que puede ser compensada reduciendo la longitud de onda.
Cuadro 1: El espectro de la reflexión de un espejo de Bragg para diversos ángulos de incidencia de la incidencia normal (rojo) hasta 60° (azul) en pasos de 10°.
Diseño de los espejos dieléctricos
Puede ser una tarea difícil encontrar un diseño dieléctrico del espejo que satisfaga ciertos criterios, por ejemplo
1. una combinación de reflectividades en diversas longitudes de onda
2. gamas muy de banda ancha de la reflexión
3. propiedades de los antireflejos
4. ciertas propiedades de la polarización (para la incidencia no-normal; polarizadores de la fino-película del →)
5. cierto perfil cromático de la dispersión
6. sensibilidad mínima a los errores del crecimiento
Tales diseños dieléctricos del espejo se pueden encontrar a menudo solamente usando algoritmos de optimización numérica, aunque las estrategias de diseño analítico se sepan para algunas blancos del diseño (e.g diseños gojeados del espejo para los espejos dispersivos). Los desafíos técnicos se presentan de la alta dimensionalidad del espacio de parámetro buscado, y de las miríadas de los grados óptimos locales que hacen difícil encontrar el grado óptimo global. Una optimización eficiente requiere software avanzado del diseño del espejo con las características como la optimización multidimensional eficiente con los métodos de Monte Carlo, la definición de las funciones sofisticadas del figura-de-mérito (también que tienen en cuenta la sensibilidad a los errores del crecimiento), el etc.
Más allá de los problemas técnicos de la optimización, hay por supuesto también limitaciones fundamentales. En muchos casos, el diseño implica un compromiso entre las propiedades ópticas obtenidas, el número requerido de capas, y la precisión requerida del crecimiento.