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              一個人年輕時，不會思索，將一事無成。  ——愛迪生（T.A.Edison）

一、電介質鏡——折射率交替變化的數層電介質材料

       電介質鏡由數層折射率交替變化的電介質材料組成，如圖4.4.1a所示，并且n2>n1，每層的厚度為λL/4，λL是光在電介質層傳輸的波長，且λL=λo/n，λo是光在自由空間的波長，n是光在該層傳輸的介質折射率。從界面上反射的光相長干涉，使反射光增強，如果層數足夠多，波長為λo的反射系數接近1。圖4.4.1b表示典型的多層電介質鏡反射系數與波長的關系。

圖4.4.1多層電介質鏡工作原理

  a）反射光相長干涉b）反射系數與波長的關系

       對于介質1傳輸的光在介質1和介質2的界面1-2反射的反射系數是r12=（n2-n1）/（n1+n2），而且是正數，表明沒有相位變化。對于介質2傳輸的光在介質2和1的界面2-1反射的反射系數是r21=（n1-n2）/（n2+n1），其值是負數，表明相位變化了π。于是通過電介質鏡的反射系數的符號交替發生變化。考慮兩個隨機的光波A和B在兩個前后相挨的界面上反射，由于在不同的界面上反射，所以具有相位差π。反射光B進入介質1時已經歷了兩個（λL/4）距離，即λL/2，相位差又是π。此時光波A和B的相位差已是2π，光波A和B是同相，于是產生相長干涉。與此類似，也可以推導出光波B和C產生相長干涉。因此，所有從前后相挨的兩個界面上反射的波都具有相長干涉的特性，經過幾層這樣的反射后，透射光強度將很小，而反射系數將達到1。電介質鏡原理已廣泛應用到布拉格光柵和垂直腔表面發射激光器中。

二、介質薄膜光濾波解復用器——利用光干涉選擇波長

       介質薄膜光濾波解復用器利用光的干涉效應選擇波長。可以將每層厚度為1/4波長，高、低折射率材料（例如TiO2和SiO2）相間組成的多層介質薄膜，用作干涉濾波器，如圖4.4.2a所示。在高折射率層反射光的相位不變，而在低折射率層反射光的相位改變180°。連續反射光在前表面相長干涉復合，在一定的波長范圍內產生高能量的反射光束，在這一范圍之外，則反射很小。這樣通過多層介質膜的干涉，就使一些波長的光透射，而另一些波長的光反射。用多層介質膜可構成高通濾波器和低通濾波器。兩層的折射率差應該足夠大，以便獲得陡峭的濾波器特性。用介質薄膜濾波器可構成WDM解復用器，如圖4.4.2b和圖4.4.3所示。

 

圖4.4.2用介質薄膜濾波器構成解復用器

a）介質薄膜濾波器b）解復用器

圖4.4.3用介質薄膜濾波器構成的幾種解復用器