扁长型微瓶腔中的回音壁模式选择及Fano谐振

• 作者: 伏燕军 刘彬 吴涛 孟令俊 张磊 杨煜 王克逸 王梦宇 钟汇凯
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 光学微腔 微瓶腔 回音壁模式 模式选择 Fano谐振
• 年，卷（期）: 2020,（23）
• 所属期刊栏目: 电磁学、光学、声学、传热学、经典力学和流体动力学
• 页码范围: 131-140
• 页数: 10页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.69.20200817

摘要

微瓶腔在腔动力学、非线性光学、高灵敏度传感和微型激光器等领域具有非常大的应用潜力. 首先, 从亥姆霍兹方程出发, 详细研究了微瓶腔中的模式场分布理论. 利用电弧放电加工方法, 制备了扁长型微瓶腔.其次, 采用光纤锥波导耦合方式有效激发了微瓶腔中的径向模式和轴向模式, 并且通过调节微瓶腔与波导的耦合间隙, 实现了对微瓶腔的欠耦合、临界耦合和过耦合三种耦合状态控制. 实验中, 光谱中回音壁模式得到很好的模式定位和识别, 最大品质因子Q值达到1.78 × 108. 通过采用接触式耦合来增强调谐的稳定性, 控制不同的耦合位置实现了谐振模式选择性激发, 得到了稳定并且干净的谐振光谱. 最后, 通过选择光纤锥波导直径观察到了Fano谐振效应. 所展示的结果对增强微腔传感、非线性光学和腔动力学等应用有重要意义.