基于片上氧化硅微盤腔的拉曼激光器
發(fā)布時(shí)間：2021-06-07 10:36
氧化硅光學(xué)微腔由于其具有超高品質(zhì)因子和較小的模式體積,在各研究領(lǐng)域得到了廣泛的關(guān)注。例如腔光力學(xué)、腔電動(dòng)力學(xué)、微型激光器,生物傳感器,濾波器,非線性光學(xué)等。并且由于其能夠很方便地與其他片上光學(xué)器件集成,在光通信和計(jì)算機(jī)方面都有巨大的應(yīng)用前景。本文中我們首先介紹了利用電感耦合等離子體干法刻蝕的方法制備的各個(gè)尺寸的大傾角氧化硅微盤腔,首先我們制備出了直徑為80μm厚度分別為1μm,2μm,3μm的光學(xué)微腔,Q值分別為:1.2×107,2.1×107,3.0×107。這些光學(xué)微腔因?yàn)槌叽巛^小,都有較小的模式體積,可以在腔內(nèi)得到很大的光的能量密度,所以可以在較低閾值條件下產(chǎn)生拉曼激光。而且干法刻蝕的微盤腔的傾角可以做到很大,非常適合與其他光學(xué)器件集成。另外,我們還制備出厚度為4μm,直徑分別為:80μm,500μm,1000μm,2000μm,3000μm的微盤腔,目前品質(zhì)因子也都可以達(dá)到107,這些大直徑微盤腔,由于其自由光譜范圍（FSR）比較小,在光頻梳上有很好的應(yīng)用。而且這些大直徑的微盤腔的側(cè)壁傾角也可以在很大的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié),可以有效地控制腔內(nèi)光的色散,能夠在各波段產(chǎn)生光頻梳。然后我們...
【文章來源】：南京大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：62 頁
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
圖１．１幾種高品質(zhì)光學(xué)微腔丨２丨：（ａ）?Ｆ－Ｐ腔：（ｂ）回音壁模式微腔：（ｃ）分布式反饋??
與聲音在墻壁上反射類似，電磁波自然也可以在類似的環(huán)形介質(zhì)上連續(xù)反射，??出現(xiàn)回音壁模式。回音壁模式微腔的發(fā)展經(jīng)過了很長(zhǎng)一段時(shí)間。目前，根據(jù)腔的形??態(tài)和結(jié)構(gòu)，回音壁腔可分為微環(huán)芯腔，微球腔以及微盤腔，如圖１．２所示。其中微??盤腔是我這篇論文主要的研宄對(duì)象。由于在制作工藝過程中，微環(huán)芯腔和微球腔有??加熱熔融的過程，有效地去除了腔體的污染物質(zhì)和改善了腔壁的光滑程度，其光學(xué)??品質(zhì)因子一般會(huì)比同尺寸的微盤腔要高，但是他們由于這個(gè)過程會(huì)大幅度縮小他們??的直徑并且很難再同一片芯片上相鄰的位置做出多個(gè)相同的熔融微腔，所以很難與??其他的光學(xué)器件集成，反觀微盤腔，制作工藝更加簡(jiǎn)單，適用于大批量生產(chǎn)，而且??微腔的形態(tài)和結(jié)構(gòu)都較為容易控制，適于與其他部件集成，而且隨著工藝的發(fā)展，??超大直徑微盤腔的品質(zhì)因子也己經(jīng)可以達(dá)到８．７５Ｘ１０８［５］。??（ａ）?＾（ｂ）?蠢．??（ｃ）??ｍｍＬ??圖１．２幾種不同形態(tài)的回音壁模式光學(xué)微腔。Ｕ），（ｂ）?，?（ｃ）依次為微環(huán)芯腔，微球腔??和微盤腔丨１丨。??２??
與聲音在墻壁上反射類似，電磁波自然也可以在類似的環(huán)形介質(zhì)上連續(xù)反射，??出現(xiàn)回音壁模式。回音壁模式微腔的發(fā)展經(jīng)過了很長(zhǎng)一段時(shí)間。目前，根據(jù)腔的形??態(tài)和結(jié)構(gòu)，回音壁腔可分為微環(huán)芯腔，微球腔以及微盤腔，如圖１．２所示。其中微??盤腔是我這篇論文主要的研宄對(duì)象。由于在制作工藝過程中，微環(huán)芯腔和微球腔有??加熱熔融的過程，有效地去除了腔體的污染物質(zhì)和改善了腔壁的光滑程度，其光學(xué)??品質(zhì)因子一般會(huì)比同尺寸的微盤腔要高，但是他們由于這個(gè)過程會(huì)大幅度縮小他們??的直徑并且很難再同一片芯片上相鄰的位置做出多個(gè)相同的熔融微腔，所以很難與??其他的光學(xué)器件集成，反觀微盤腔，制作工藝更加簡(jiǎn)單，適用于大批量生產(chǎn)，而且??微腔的形態(tài)和結(jié)構(gòu)都較為容易控制，適于與其他部件集成，而且隨著工藝的發(fā)展，??超大直徑微盤腔的品質(zhì)因子也己經(jīng)可以達(dá)到８．７５Ｘ１０８［５］。??（ａ）?＾（ｂ）?蠢．??（ｃ）??ｍｍＬ??圖１．２幾種不同形態(tài)的回音壁模式光學(xué)微腔。Ｕ），（ｂ）?，?（ｃ）依次為微環(huán)芯腔，微球腔??和微盤腔丨１丨。??２??
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]High-Q silica microdisk optical resonators with large wedge angles on a silicon chip[J]. Guanyu Li,Pei Liu,Xiaoshun Jiang,Chao Yang,Jiyang Ma,Hongya Wu,Min Xiao. Photonics Research. 2015(05)
本文編號(hào)：3216419
【文章來源】：南京大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：62 頁
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
圖１．１幾種高品質(zhì)光學(xué)微腔丨２丨：（ａ）?Ｆ－Ｐ腔：（ｂ）回音壁模式微腔：（ｃ）分布式反饋??
與聲音在墻壁上反射類似，電磁波自然也可以在類似的環(huán)形介質(zhì)上連續(xù)反射，??出現(xiàn)回音壁模式。回音壁模式微腔的發(fā)展經(jīng)過了很長(zhǎng)一段時(shí)間。目前，根據(jù)腔的形??態(tài)和結(jié)構(gòu)，回音壁腔可分為微環(huán)芯腔，微球腔以及微盤腔，如圖１．２所示。其中微??盤腔是我這篇論文主要的研宄對(duì)象。由于在制作工藝過程中，微環(huán)芯腔和微球腔有??加熱熔融的過程，有效地去除了腔體的污染物質(zhì)和改善了腔壁的光滑程度，其光學(xué)??品質(zhì)因子一般會(huì)比同尺寸的微盤腔要高，但是他們由于這個(gè)過程會(huì)大幅度縮小他們??的直徑并且很難再同一片芯片上相鄰的位置做出多個(gè)相同的熔融微腔，所以很難與??其他的光學(xué)器件集成，反觀微盤腔，制作工藝更加簡(jiǎn)單，適用于大批量生產(chǎn)，而且??微腔的形態(tài)和結(jié)構(gòu)都較為容易控制，適于與其他部件集成，而且隨著工藝的發(fā)展，??超大直徑微盤腔的品質(zhì)因子也己經(jīng)可以達(dá)到８．７５Ｘ１０８［５］。??（ａ）?＾（ｂ）?蠢．??（ｃ）??ｍｍＬ??圖１．２幾種不同形態(tài)的回音壁模式光學(xué)微腔。Ｕ），（ｂ）?，?（ｃ）依次為微環(huán)芯腔，微球腔??和微盤腔丨１丨。??２??
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【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]High-Q silica microdisk optical resonators with large wedge angles on a silicon chip[J]. Guanyu Li,Pei Liu,Xiaoshun Jiang,Chao Yang,Jiyang Ma,Hongya Wu,Min Xiao. Photonics Research. 2015(05)
本文編號(hào)：3216419
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