超低损耗光学微谐振器为小型化、可调谐光子系统铺平了道路
发布时间：2025-06-24 15:20:11 阅读数： 415
实验装置的插图。
阿斯顿大学的研究人员开发出一种新型光学微谐振器，这种微型光学器件能够在微观尺寸内对光进行强限制和增强。它们是各种系统（包括超精密光学传感器和信息处理器）的重要组成部分。
该大学的研究人员发现，可以在两根光纤的交叉点处引入独特的光学微谐振器。这些器件在通信、计算、传感等领域具有潜在的应用前景。
新型超低损耗光学微谐振器只需旋转两根相交的光纤即可进行微调。与目前的单片微谐振器不同，这些器件具有宽可调的自由光谱范围 (FSR)，可实现精确控制。
该研究由阿斯顿光子技术研究所的米沙·苏梅茨基（Misha Sumetsky）教授领导。该团队的论文《在直光纤交叉处形成的宽FSR可调高Q因子微谐振器》已发表在《光学》杂志上。
Sumetsky教授表示：“这种几何结构为小型化、可调的光子系统打开了大门，而这在以前是难以实现的，甚至是不可能的。它对于低重复率频率梳发生器、可调延迟线和非局部光流体传感器等应用尤其有前景?！?/span>
“这项工作始于 Isha Sharma 博士在光纤交叉点处实验发现的微谐振器，随后我们对其光学特性和可调性进行了详细研究。
光纤只需几分之一度的微小旋转就能转化为微米级的光纤位移，从而实现谐振器几何形状的毫米级变化，以及其光谱和FSR特性的皮米级调整。由此产生的谐振器保持了高Q值（约2×10 6），在更清洁的环境中有可能达到约10 8。
研究团队通过实验展示了新的微谐振器，并基于表面纳米级轴向光子学（SNAP）平台的理论建模支持了他们的发现。
一个值得注意的发现是范德华力（吸引中性分子相互吸引的力）在保持纤维直接接触方面的作用，有助于在亚毫米区域形成谐振器。
Sumetsky教授补充道：“该系统非常适合微机电系统（MEMS）集成，只需最小的驱动力即可实现FSR微谐振器的可调性。通过在芯片级设备中实现精确的光谱控制，这项创新在光子学、传感和量子信息技术领域具有广阔的潜力?！?/span>
