使用晶體成長技術製造微型光學諧振器。

研究

使用晶體成長技術製造微型光學諧振器。

邁向終極光限制

Tanabe 實驗室利用晶體生長技術製造微型光學諧振器。 到目前為止,諧振器一直使用矽和二氧化矽製造,但最近介電晶體材料開始受到關注。 這是因為由晶體材料製成的微光諧振器可以利用電光效應實現調變和高性能光限制,有望為高效率光信號處理和量子信息處理研究的發展做出貢獻。 本研究利用一種名為雷射加熱基座生長 (LHPG) 的晶體生長技術製造出微光諧振器。.

LHPG 方法是為了生產光纖雷射而開發的,該技術的關鍵點一直是如何製造出直徑平滑均勻的晶棒。 然而,我們已成功製造出一個可改變直徑的部分,並透過改變晶棒中間的拉扯速度來限制光線。 這是世界上首次嘗試以 LHPG 方法製造微光諧振器。 (圖一)

在本研究中,我們利用藍寶石製造了一個高性能的微光諧振器,其 Q 值為 1.6×104,代表光限制性能(圖 2)。 未來,我們計畫透過減少模式體積和表面粗糙度來進一步改善其效能。.

本研究的部分經費來自策略性資訊與通訊研發推廣計畫 (SCOPE)。 本研究也獲得慶應義塾大學科學技術研究基金 (2560018) 及新一代研究計畫推廣計畫的資助。.

圖 1 : 使用雷射融合基座法製作微光諧振器。

(a) LHPG 方法的實驗裝置。 AL : Axicon 鏡片,FR : 饋送棒,M : 金鏡,CM : 凹鏡 (曲率 = 100 mm),SR : 種子棒。 (b) 製造的諧振器側視圖。 直徑為 240 um。 (c) 使用有限元素方法計算的 TM 模式輪廓。 模式體積為 Veff = 1.28×10-2 cm3。.

圖 2:光學量測結果

輸出光譜隨錐形光纖與共振週期間距離的變化。 接觸時獲得 Q = 1.6×104。 內圖為使用錐形光纖進行光學量測的實驗裝置。.

這項工作的結果已發表於《應用物理快報》102, 211105 (2013)。.