多边形环形微光共振器的开发。

研究

多边形环形微光共振器的开发。

将光线移入和移出困住光线的容器。

在田边实验室,强烈限制光线的硅藻土微光共振器已经实现了多边形的几何形状。这些结构是通过各向同性的蚀刻、各向异性的蚀刻和激光回流的组合来制造的,并已进展到进行测量的阶段。

传统的硅藻土谐振器具有非常高的性能,但其圆形的形状使其难以控制与锥形光纤的耦合效率。新开发的八角形硅藻土谐振器由于其较长的耦合长度,可望具有稳定的耦合效率,其光滑的边角确保了高性能。稳定的耦合是实际应用的一个重要因素,如使用硅藻土谐振器的光频率梳和粒子检测。

在这项工作中,(1)采用各向异性蚀刻剂KOH(氢氧化钾)作为硅牺牲层的蚀刻剂,并结合各向异性蚀刻来制造结构(图1);进行FDTD分析,得到Q=8.8×106。研究还发现,通过使用不同的边缘和角落部分,可以控制粘合效率(图2)。

本研究的部分内容由战略信息与通信研发促进计划(SCOPE)资助。它还得到了东丽科技研究基金和庆应大学下一代研究项目促进计划的支持。

图1:多角形硅藻土微光共振器的制造程序。
图1:多角形硅藻土微光共振器的制造程序。

(a)传统的硅藻土微光共振器的制造过程 (b)直到形成八角形硅柱的过程的光学显微照片(俯视图)。因为玻璃是透明的,所以硅柱是可见的。(c) 通过激光回流形成的带有波导的八角形硅藻土微光共振器。

图2:耦合系数与谐振器与纤维的间隙。
图2:耦合系数与谐振器与纤维的间隙。

红色点是当谐振器的边缘用于耦合时,绿色点是当谐振器的角落用于耦合时。尽管是同一个谐振器,耦合系数却非常不同。这使得控制耦合效率成为可能,以前只能通过纳米级的间隙调整来控制,也可以通过接触点来控制。

该结果发表在《应用物理学通讯》101, 121101 (2012)。