ตัวสะท้อนแสงแบบกระจายแบร็ก ( DBR ) คือตัวสะท้อนแสงที่ใช้ในท่อนำคลื่นเช่นเส้นใยแก้วนำแสงมันเป็นโครงสร้างที่เกิดจากชั้นวัสดุหลายชั้นสลับกันที่มีดัชนี หักเหต่างกัน หรือโดยการเปลี่ยนแปลงเป็นระยะของลักษณะบางอย่าง (เช่น ความสูง) ของท่อนำคลื่นไดอิเล็กทริก ส่งผลให้ดัชนีหักเหประสิทธิผลในท่อนำคลื่นเปลี่ยนแปลงเป็นระยะ ขอบเขตของแต่ละชั้นทำให้เกิดการสะท้อนและการหักเหบางส่วนของคลื่นแสง สำหรับคลื่นที่มีความยาวคลื่น ในสุญญากาศ ใกล้เคียงกับสี่เท่าของความหนาเชิงแสงของชั้น การปฏิสัมพันธ์ระหว่างลำแสงเหล่านี้จะสร้างการแทรกสอดแบบเสริมกันและชั้นต่างๆ จะทำหน้าที่เป็นตัวสะท้อนแสงคุณภาพสูง ช่วงความยาวคลื่นที่สะท้อนเรียกว่าแถบหยุด โฟตอน ภายในช่วงความยาวคลื่นนี้ แสงจะ "ถูกห้าม" ให้แพร่กระจายในโครงสร้าง

ค่าการสะท้อนแสงของ DBR , , สำหรับความเข้มโดยประมาณกำหนดโดย^{[ 1 ]}${\displaystyle R}$

${\displaystyle R=\left[{\frac {n_{o}(n_{2})^{2N}-n_{s}(n_{1})^{2N}}{n_{o}(n_{2})^{2N}+n_{s}(n_{1})^{2N}}}\right]^{2},}$

โดยที่และคือดัชนีหักเหของตัวกลางเริ่มต้น วัสดุสลับสองชนิด และตัวกลางสิ้นสุด (เช่น วัสดุรองรับหรือพื้นผิว) ตามลำดับ และคือจำนวนคู่ของวัสดุที่มีดัชนีหักเหต่ำ/สูงที่ซ้ำกัน สูตรนี้สมมติว่าคู่ที่ซ้ำกันทั้งหมดมีความหนาเท่ากับหนึ่งในสี่ของความยาวคลื่น (นั่นคือโดยที่คือดัชนีหักเหของชั้นคือความหนาของชั้น และคือความยาวคลื่นของแสง) ${\displaystyle n_{o},\ n_{1},\ n_{2}}$${\displaystyle n_{s}\,}$${\displaystyle N}$${\displaystyle nd=\lambda /4}$${\displaystyle n}$${\displaystyle d}$${\displaystyle \lambda }$

สามารถคำนวณแบนด์วิดท์ความถี่ของแถบหยุดโฟตอนิก ได้โดย${\displaystyle \Delta f_{0}}$

${\displaystyle {\frac {\Delta f_{0}}{f_{0}}}={\frac {4}{\pi }}\arcsin \left({\frac {n_{2}-n_{1}}{n_{2}+n_{1}}}\right),}$

โดยที่ความถี่กลางของแถบคือค่าใด การกำหนดค่านี้ให้ค่าอัตราส่วนสูงสุดที่เป็นไปได้ซึ่งสามารถทำได้ด้วยค่าดัชนีหักเหสองค่านี้^{[ 2 ] [ 3 ]}${\displaystyle f_{o}}$${\displaystyle {\frac {\Delta f_{0}}{f_{0}}}}$

การเพิ่มจำนวนคู่ใน DBR จะเพิ่มการสะท้อนแสงของกระจก และการเพิ่มความแตกต่างของดัชนีหักเหระหว่างวัสดุในคู่ Bragg จะเพิ่มทั้งการสะท้อนแสงและแบนด์วิดท์ วัสดุที่นิยมใช้สำหรับชั้นซ้อนคือไทเทเนียมไดออกไซด์ ( n ≈ 2.5) และซิลิกา ( n ≈ 1.5) ^{[ 4 ]}เมื่อแทนค่าลงในสูตรข้างต้นจะได้แบนด์วิดท์ประมาณ 200 นาโนเมตรสำหรับแสง 630 นาโนเมตร

ตัวสะท้อนแสงแบบกระจายแบร็ก (Distributed Bragg reflector) เป็นส่วนประกอบสำคัญในเลเซอร์เปล่งแสงจากพื้นผิวแบบโพรงแนวตั้ง (Vertical Cavity Surface Emitting Lasers ) และ เลเซอร์ไดโอดที่มีความกว้างของเส้นสเปกตรัมแคบประเภทอื่นๆเช่นเลเซอร์แบบป้อนกลับแบบกระจาย (Distributed Feedback: DFB ) และเลเซอร์แบบสะท้อนแสงแบบกระจายแบร็ก (Distributed Bragg Reflector: DBR)นอกจากนี้ยังใช้ในการสร้างโพรงเรโซเนเตอร์ (หรือโพรงแสง ) ในเลเซอร์ใยแก้วและเลเซอร์อิเล็กตรอนอิสระอีกด้วย

ส่วนนี้กล่าวถึงปฏิสัมพันธ์ของ แสงโพลาไร ซ์แบบทรานส์เวอร์สอิเล็กทริก (TE) และทรานส์เวอร์สแมกเนติก (TM) กับโครงสร้าง DBR ในช่วงความยาวคลื่นและมุมตกกระทบต่างๆ การสะท้อนแสงของโครงสร้าง DBR (ที่อธิบายไว้ด้านล่าง) คำนวณโดยใช้วิธีเมทริกซ์ถ่ายโอน (TMM) โดยที่โหมด TE เพียงอย่างเดียวจะถูกสะท้อนกลับอย่างมากโดยโครงสร้างนี้ ในขณะที่โหมด TM จะผ่านไปได้ นอกจากนี้ยังแสดงให้เห็นว่า DBR ทำหน้าที่เป็นตัวกรองโพลาไรซ์ด้วย

สำหรับการตกกระทบแบบ TE และ TM เรามีสเปกตรัมการสะท้อนของโครงสร้าง DBR ซึ่งสอดคล้องกับโครงสร้าง 6 ชั้นที่มีความแตกต่างของค่าคงที่ไดอิเล็กตริก 11.5 ระหว่างชั้นอากาศและชั้นไดอิเล็กตริก ความหนาของชั้นอากาศและชั้นไดอิเล็กตริกคือ 0.8 และ 0.2 ของคาบตามลำดับ ความยาวคลื่นในภาพด้านล่างสอดคล้องกับผลคูณของคาบเซลล์

DBR นี้ยังเป็นตัวอย่างง่ายๆ ของผลึกโฟตอนิก แบบ 1 มิติอีกด้วย มันมีช่องว่างแถบพลังงาน TE ที่สมบูรณ์ แต่มีช่องว่างแถบพลังงาน TM เทียมเท่านั้น

ตัวสะท้อนแสงแบร็กที่ได้รับแรงบันดาลใจจากธรรมชาติคือผลึกโฟตอนิกแบบ 1 มิติ การสะท้อนแสงจากวัสดุที่มีโครงสร้างระดับนาโนดังกล่าวส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนสีตามโครงสร้างเมื่อออกแบบจากโลหะออกไซด์ที่มี รูพรุนระดับเมโซ ^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]}หรือพอลิเมอร์^{[ 8 ]}อุปกรณ์เหล่านี้สามารถใช้เป็นเซ็นเซอร์ไอระเหย/ตัวทำละลายราคาประหยัดได้^{[ 9 ]}ตัวอย่างเช่น สีของโครงสร้างหลายชั้นที่มีรูพรุนนี้จะเปลี่ยนไปเมื่อวัสดุที่เติมเต็มรูพรุนถูกแทนที่ด้วยวัสดุอื่น เช่น การแทนที่อากาศด้วยน้ำ

• กฎของแบร็ก  – การกระเจิงจากแถวของอะตอม
• การเลี้ยวเบนแบบแบร็กก์  – การกระเจิงจากแถวของอะตอมPages displaying short descriptions of redirect targets
• การเลี้ยวเบน  – ปรากฏการณ์การแทรกสอดของคลื่น
  • แผ่นกระจายแสง  – ส่วนประกอบทางแสงที่แยกแสงออกเป็นลำแสงหลายลำ
• กระจกไดอิเล็กทริก  – กระจกที่ทำจากวัสดุไดอิเล็กทริก
• อินเตอร์เฟอโรเมตรแบบ Fabry–Pérot  – อุปกรณ์ทางแสงที่มีกระจกขนาน
• ไฟเบอร์แบรกเกรตติ้ง  – ตัวสะท้อนแสงแบรกเกรตติ้งแบบกระจายชนิดหนึ่งที่สร้างขึ้นในเส้นใยนำแสงขนาดสั้น
• เส้นใยคริสตัลโฟตอนิก  – เส้นใยนำแสงประเภทหนึ่งที่ใช้คุณสมบัติของคริสตัลโฟตอนิกเป็นพื้นฐาน
• เลเซอร์เปล่งแสงจากพื้นผิวแบบโพรงแนวตั้ง  – เลเซอร์ไดโอดเซมิคอนดักเตอร์ชนิดหนึ่ง
• เซ็นเซอร์ผลึกโฟตอนิกส์