在光信息科學(xué)發(fā)展的道路上,對(duì)光的感知、傳輸和控制提出了越來(lái)越高的要求,而傳統(tǒng)的光子學(xué)器件顯然不能滿足需要,能夠傳輸和操縱光信息的新型光子學(xué)器件受到人們關(guān)注。在眾多的光子學(xué)平臺(tái)當(dāng)中,回音壁模式（WGM）微腔由于具有極高的品質(zhì)因子（Q值）和極小的模式體積（V）,增強(qiáng)了光-物質(zhì)之間的相互作用,為大量基礎(chǔ)物理研究和應(yīng)用光子學(xué)器件研發(fā)提供了一個(gè)非常棒的平臺(tái),在光學(xué)通信、傳感、微波光子學(xué)和量子計(jì)算等領(lǐng)域有重要應(yīng)用�；赪GM微腔平臺(tái),我們可以產(chǎn)生、感知、傳輸和調(diào)控光信息,且隨著微納加工和封裝技術(shù)的完善,微腔平臺(tái)可以向微型化、實(shí)用化方向發(fā)展。本文主要以準(zhǔn)柱形腔、微球腔為載體,深入探究微腔的基本原理、耦合與傳輸特性以及制備方法,開展了 WGM微腔平臺(tái)在窄帶濾波、納米粒子探測(cè)、電磁誘導(dǎo)透明和群延遲器件領(lǐng)域的應(yīng)用研究。具體有以下幾個(gè)方面:（1）搭建了 WGM光學(xué)微腔耦合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。論文完整闡述了在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行微球腔、準(zhǔn)柱形腔、晶體微腔以及耦合器光纖錐的制備過(guò)程。特別的,我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室搭建了集晶體腔磨削、拋光、清潔、檢測(cè)的光機(jī)電一體化實(shí)驗(yàn)體系,摸索出一套針對(duì)晶體微腔的粗磨、粗拋和精拋工藝過(guò)程。另外,我們構(gòu)建了基本... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．２全內(nèi)反射支持的聲波（左）和光波（右）ＷＧＭｓ［７７］??

Ｋｅｒｒ頻率梳在各種幾何形狀、各種材料的ＷＧＭ微腔中被報(bào)道，梳狀頻??譜間隔從幾個(gè)ＧＨｚ到幾個(gè)ＴＨｚ不等，中心波長(zhǎng)從可見光［１２１］到中紅外［１２２］，范??圍擴(kuò)展到一個(gè)倍頻程［１２３］，如圖１．４。主要有兩種對(duì)頻率梳建模的方法，一是頻??譜時(shí)間模型：稱合波方程（ＣＭＥ）方法，二是空間時(shí)間模型：Ｌｕｇｉａｔｏ－Ｌｅｆｅｖｅｒ方程??（ＬＬＥ）方法。取決于群速色散（ＧＶＤ）的正負(fù)和泵浦功率，系統(tǒng)可以產(chǎn)生多種類型??的Ｋｅｒｒ頻率梳，如圖靈環(huán)，明／暗／呼吸孤子，呼吸子態(tài)或者時(shí)空域中的混沌，分??別適用不同的場(chǎng)合。??基于ＷＧＭ微腔的頻率梳廣泛應(yīng)用于超穩(wěn)定微波產(chǎn)生，光學(xué)相干通信，光譜??學(xué)，以及量子領(lǐng)域。以微波產(chǎn)生為例，超穩(wěn)定微波信號(hào)可以在Ｋｅｒｒ非線性微腔??中通過(guò)探測(cè)光學(xué)差頻信號(hào)產(chǎn)生，如圖１．５�？紤]短期穩(wěn)定性，早期報(bào)道的微腔頻??率梳平臺(tái)產(chǎn)生的微波相位噪聲－１１３ｄＢｃ／Ｈｚ?（ｏｆｆｓｅｔ?１０ｋＨｚ，＠２２ＧＨｚ）［１２４］，平臺(tái)采??用品質(zhì)因子大于ｌ〇６的ＷＧＭ微盤腔。如今

?Ｓｉｌｉｃａ?Ｃｒｙｓｔａｉｌｉｎ？??圖１．４基于光學(xué)微腔的頻率梳［５１］，（ａ）氧化硅ｔｏｒｏｉｄ微腔內(nèi)產(chǎn)生的一個(gè)倍頻程寬帶的頻率??梳，（ｂ）ＣａＦ２晶體腔內(nèi)產(chǎn)生的頻率梳，（ｃ）ＳｉＮ微環(huán)腔產(chǎn)生的頻率梳，（ｄ）產(chǎn)生頻率梳的微腔??系統(tǒng)。??Ｐｕｍｐ?Ｋｅｒｒ?ｃｏｍｂ??—＿｜＿?．ｉｌｌ．??Ｎ?卜???［ｊ－＞?Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ??ＣＷ，ａＳｅｒ?ＷＧＭＲ?Ｐ〇??圖１．５?Ｋｅｒｒ頻率梳用于微波產(chǎn)生示意圖［１１７］，穩(wěn)定相干的Ｋｅｒｒ頻率梳可以產(chǎn)生超高頻譜純??度微波。??值得注意的是，Ｋｅｒｒ頻率梳產(chǎn)生的頻率可擴(kuò)展超過(guò)一個(gè)倍頻程。例如，文獻(xiàn)??［１２６］報(bào)道的Ｋｅｒｒ頻率梳從９９０ｎｍ到２１７０?ｎｍ，?ＦＳＲ為０．８５?ＴＨｚ。文獻(xiàn)［１２３］報(bào)道??的一個(gè)倍頻程Ｋｅｒｒ頻率梳擴(kuò)展到１２８ＴＨｚ，頻率間距２２６ＧＨｚ。最近的一些實(shí)驗(yàn)??報(bào)道證明了?Ｋｅｒｒ頻率梳可以擴(kuò)展到多個(gè)倍頻程［１２７］。因此，Ｋｅｒｒ頻率梳可以自??參考并用在測(cè)量學(xué)領(lǐng)域。??１．３．２超窄線寬濾波??基于ＷＧＭ微腔的光學(xué)Ａｄｄ－ｄｒｏｐ濾波器（ＡＤＦ）由微腔與兩個(gè)波導(dǎo)輔合構(gòu)成


本文編號(hào)：3410830