利用纳米纤维形成具有高Q值的光子晶体谐振器。

光子晶体谐振器有望成为实现光信号处理和量子信息通信的一个强大平台。然而，从玻璃制成的光纤到硅制成的光子晶体的光输入/输出效率并不高，即使使用优化的输入/输出端口（点尺寸转换器），也会出现大约10%的能量损失。在任意位置的动态谐振器的形成也是人们所希望的，作为一种通过后处理重新设计光路等的手段。在这项研究中，通过使纳米纤维与光子晶体波导接触，一个高Q价值的光子晶体谐振器，并通过实验证明临界耦合是可行的，它能使进入谐振器的光的输入/输出效率最大化。

Yong-Hee Lee等人于2007年在KAIST提出并展示了使用纳米纤维在光子晶体上形成的谐振器[1]。这种在光子晶体波导上形成谐振的方法的原理如下。当纳米纤维与光子晶体波导接触时，会发生局部有效折射率变化。这导致了波导模式截止频率的下移，从而导致波导模式的频率在纤维接触的位置和不接触的位置之间存在差距（图1）。由于这种模式之间的差距，在光纤接触位置具有截止频率的模式不能在非接触位置的波导中传播，并成为局部限制。然而，Lee等人的实验使用了嵌入InGaAsP量子点的InP光子晶体，而量子点的吸收损失导致了形成的谐振器的Q价值10。⁴理论上的耦合效率只有100%左右。此外，虽然理论结果显示可以实现接近1001 TP2T的结合效率，但实验中的结合效率只有几个1 TP2T。

图2：可重新配置的光纤耦合PhC腔的透射光谱。
(a) 质量系数最高的谐振模式。(b) 耦合效率最高的谐振模式。 © 2015 美国光学学会。