光学微腔作为前沿技术的新增长点,其极高的品质因数Q和极低的模式体积V已成为集成光电子器件高灵敏探测器、生化传感器、光通讯器件等发展的关键因素,同时也是基础微腔物理、腔量子电动力学、量子光学、非线性效应研究的重要基础。本课题对平面环形微腔的结构及其耦合理论进行了系统研究,利用CO2激光熔融法对微腔表面进行了优化处理,降低了其表面粗糙度,提高了品质因数。通过锥形光纤-平面环形微腔耦合系统对平面环形微腔的非线性光学特性进行多角度探索与研究,从而得到了理想的参数和测试结果,并为平面环形微腔与光波导的集成一体化奠定了基础。本项目后期对高灵敏位移传感器进行了建模分析和结构优化,并利用MEMS工艺实现了GaAs基悬臂梁、光波导、平面环形微腔的一体化集成。根据介观力-光耦合效应对该集成传感单元进行了探索研究,其理论灵敏度可达10E-13米,从而为实现一种全新的超高灵敏度位移传感器提供了极好的理论依据和研究平台,有可能成为未来扫描探针显微镜制备的全新理念和重要集成单元。
英文主题词Toroidal Microcavities; The quality factor Q; Micro Electro Mechanical systems ( MEMS )