Pengembangan resonator mikro-optik toroidal poligonal.

Penelitian

Pengembangan resonator mikro-optik toroidal poligonal.

Memindahkan cahaya masuk dan keluar dari wadah yang memerangkap cahaya.

Di Laboratorium Tanabe, resonator mikro-optik silicatroid yang secara kuat mengurung cahaya telah direalisasikan dalam geometri poligonal. Struktur dibuat dengan kombinasi etsa isotropik, etsa anisotropik dan laser reflow, dan telah berkembang ke tahap di mana pengukuran dilakukan.

Resonator silicatroid konvensional memiliki performa yang sangat tinggi, tetapi bentuknya yang melingkar menyulitkan untuk mengontrol efisiensi kopling dengan serat meruncing. Resonator silicatroid segi delapan yang baru dikembangkan dapat diharapkan memiliki efisiensi kopling yang stabil karena panjang koplingnya yang panjang, dan sudut-sudutnya yang halus memastikan kinerja yang tinggi. Kopling yang stabil merupakan faktor penting untuk aplikasi praktis seperti sisir frekuensi optik dan deteksi partikel menggunakan resonator silicatroid.

Dalam penelitian ini, (1) etsa anisotropik KOH (kalium hidroksida) digunakan sebagai etsa lapisan pengorbanan silikon dan dikombinasikan dengan etsa isotropik untuk membuat struktur (Gbr. 1); Analisis FDTD dilakukan dan Q = 8,8 × 106 diperoleh. Ditemukan juga bahwa efisiensi pengikatan dapat dikontrol dengan menggunakan bagian tepi dan sudut yang berbeda (Gbr. 2).

Sebagian dari penelitian ini didanai oleh Program Promosi Litbang Informasi dan Komunikasi Strategis (SCOPE). Penelitian ini juga didukung oleh Hibah Penelitian Sains dan Teknologi Toray dan Program Promosi Proyek Penelitian Generasi Berikutnya Universitas Keio.

Gbr. 1: Prosedur fabrikasi untuk resonator mikro-optik silicatroid poligonal.
Gbr. 1: Prosedur fabrikasi untuk resonator mikro-optik silicatroid poligonal.

(a) Proses fabrikasi resonator mikro-optik silicatroid konvensional (b) Mikrograf optik dari proses hingga pembentukan tiang silikon segi delapan (tampak atas). Pos silikon terlihat karena kaca transparan. (c) Resonator mikro-optik silicatroid segi delapan dengan pandu gelombang yang dibentuk oleh pemantulan laser.

Gambar 2: Koefisien kopling vs. celah resonator-ke-serat.
Gambar 2: Koefisien kopling vs. celah resonator-ke-serat.

Titik merah adalah ketika tepi resonator digunakan untuk kopling dan titik hijau adalah ketika sudut resonator digunakan untuk kopling. Meskipun resonatornya sama, namun koefisien koplingnya sangat berbeda. Hal ini memungkinkan untuk mengontrol efisiensi kopling, yang sebelumnya hanya dapat dikontrol dengan penyesuaian celah dalam nanometer, juga dengan titik kontak.

Hasilnya dipublikasikan di Applied Physics Letters 101, 121101 (2012).