利用超精密加工製造高 Q 值單晶微光諧振器。

光諧振器（resonator）是利用共振現象來限制光的元件，英文稱為「諧振器」（resonator），由「cavity」意指空腔，「resonant」意指共振。其英文名稱為「諧振器」，取自「空腔」與「共振」之意。最簡單的光共振器是透過在一對鏡子之間重複反射來限制光線。我們的研究目標是製造非常小、高性能的光學共振器，用於雷射、光譜儀和感測器。
這種裝置稱為高 Q 值微型光學諧振器，其製造需要各種先進技術，例如半導體加工、拋光和雷射加工。這裡的 Q 值指的是諧振器的性能指標，光能被限制的時間越長，Q 值就越高。一般而言，玻璃、矽和氟化物材料的加工精度必須與光的波長相同，才能製造出高 Q 值的微型光學諧振器。

我們與系統設計工程學系的柿沼實驗室合作，利用超精密加工技術，在世界上首次成功製造出Q值高達1億以上的單晶微光學諧振器。傳統上，以氟化物材料及其他材料製成的單晶微光諧振器都是透過拋光方式製成。然而，這種方法雖然可以達到很高的 Q 值，但卻存在結構難以控制到微米階精度的問題。微觀結構控制與波長色散有著密切的關係，在應用於微頻梳狀雷射技術時尤其重要。有人嘗試使用精密加工來製造微光諧振器，但由於表面粗糙度的問題，這些諧振器一直被認為是不適合的。在本研究中，分析了氟化物材料的晶體結構，並優化了切削條件，以達到與拋光材料相媲美的高 Q 值和結構可控性。
此技術能夠可靠地製造高性能的微光諧振器元件，不僅對微頻梳等基礎研究具有重大價值，而且對工業應用也具有重大價值。