Puolijohdepeilejä kehitettäessä on oleellista pystyä mittaamaan peilien heijastavuus erittäin tarkasti. Optisille peileille tehtävät tarkat heijastusmittaukset voivat kuitenkin olla erittäin haastavia, kun heijastavuus lähenee sataa prosenttia. Tässä työssä perehdyttiin kaviteetin vaihesiirtoon perustuvaan heijastusmittausmenetelmään (engl. cavity phase-shift method, CAPS). Lisäksi työssä rakennettiin kyseinen mittausjärjestelmä ja suoritettiin mittauksia sekä kaupallisille laserpeileille että puolijohdepeilille.Laserpeilien toiminta perustuu yleisesti Braggin peilin (engl. distributed Bragg reflector, DBR) toimintaperiaatteeseen. Näitä peilejä käytetään muun muassa pintaemittoivissa puolijohdekiekkolasereissa (engl. semiconductor disk lasers, SDLs). DBR-peilit koostuvat periodisesta rakenteesta, jossa on vuoronperään korkea- ja matalataitekertoimisia ohutkalvoja. Näiden kerrosten optinen paksuus on neljännes maksimiheijastuksen aallonpituudesta. Kerrosparien lukumäärän kasvaessa DBR-peilin heijastus lähenee sataa prosenttia. Pintaemittoivien puolijohdelaserien valmistuksessa DBR-kerrosparien lukumäärän optimointi on tärkeää, koska jokainen kerrospari aiheuttaa rakenteeseen ylimääräistä jännittyneisyyttä, joka voi myöhemmin purkautua kidevirheiden kautta. Kerrosparit aiheuttavat myös lämpövastusta ja siten pienentävät laserin maksimitehoa. Kaviteetin vaihesiirtoon perustuvan heijastusmittausmenetelmän esitteli ensimmäistä kertaa Herbelin vuonna 1980. Tässä työssä käytetään modifioitua järjestelmää, joka koostuu edullisemmista komponenteista ja on toteutukseltaan yksinkertaisempi. Mittausjärjestelmän toiminta perustuu kahdesta tai useammasta peilistä muodostettuun kaviteettiin. Kun amplitudimoduloitu lasersäde ohjataan kaviteetin optiselle akselille, niin modulaatio kokee vaihesiirron johtuen fotonien äärellisestä elinajasta kaviteetissa. Mittaamalla vaihesiirron suuruus, pystytään määrittämään fotonien elinaika kaviteetissa, joka on liittyy suoraan kaviteetissa tapahtuvien häviöiden määrään. Olettaen, että kaviteetin häviöt johtuvat lähinnä peilien läpäisevyydestä, voidaan tästä johtaa kaviteetin muodostamien peilien kokonaisheijastavuus. Puolijohdepeilille, joka koostui 26:sta AlAs/GaAs-peiliparista, mitattiin heijasta-vuudeksi 99.97 %, simuloidun tuloksen ollessa 99.95 %.
展开▼
