開發多角形環狀微光諧振器。

2012-10-24 2022-09-23 miyahara

研究

開發多角形環狀微光諧振器。

將光線移入或移出捕捉光線的容器。

Tanabe 實驗室以多角形的幾何圖形實現了可強烈限制光線的矽甲蟲微光諧振器。這些結構是結合各向同性蝕刻、各向異性蝕刻和雷射回流焊製成的，目前已進入量測階段。

傳統的矽氧烷諧振器具有非常高的性能，但其圓形形狀使得錐形光纖的耦合效率難以控制。新開發的八角形矽氧烷諧振器由於耦合長度較長，可預期具有穩定的耦合效率，其平滑的邊角也確保了其高性能。穩定的耦合是實際應用的重要因素，例如使用矽甲烷諧振器進行光頻梳和粒子檢測。

在本工作中，(1) 採用各向異性蝕刻液 KOH (potassium hydroxide) 作為矽犧牲層的蝕刻液，並結合各向同性蝕刻來製造結構 (圖 1)；進行 FDTD 分析，得到 Q = 8.8 × 106。此外，還發現可透過使用不同的邊角部分來控制接合效率 (圖 2)。

本研究的部分內容由策略性資訊與通訊研發推廣計畫 (Strategic Information and Communications R&D Promotion Programme, SCOPE) 資助。此外，本研究也獲得東麗科技研究補助金及慶應義塾大學次世代研究計畫推廣計畫的支持。

(a) 傳統矽棒微光諧振器的製造過程 (b) 八角形矽柱形成前的製程光學顯微圖（俯視圖）。由於玻璃是透明的，因此矽柱是可見的。(c) 以雷射回流形成波導的八角形矽棒微光諧振器。

紅色點為使用諧振器邊緣進行耦合時的情況，綠色點為使用諧振器角落進行耦合時的情況。雖然是相同的諧振器，但耦合係數卻有很大的不同。這使得以前只能透過納米級的間隙調整來控制的耦合效率，也可以透過接觸點進行控制。

研究結果發表於 Applied Physics Letters 101, 121101 (2012)。