對向雙光碟機動回音廊模光機械參量調控的研究

《對向雙光碟機動回音廊模光機械參量調控的研究》是依託南開大學，由高峰擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：對向雙光碟機動回音廊模光機械參量調控的研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：高峰
• 依託單位：南開大學

中文摘要

回音廊模微腔中受激布里淵散射效應（SBS）形成的光機械已廣泛實際套用於受激布里淵雷射器、微波合成器、以及光存儲等領域中。目前絕大多數此類SBS套用都是基於發生器的配置，不能對信號光（斯托克斯或反斯托克斯光）進行有效的調製，光控光操作難以實現，限制了光機械中受激布里淵散射效應在微波光子學、交叉互相位調製等方面的套用。本項目擬提出對向雙光碟機動的模式下回音廊模光機械SBS效應的研究，深入探索此模式下回音廊模光機械參量調控的基本規律與特性，研究回音廊模微腔中環形（弧形）光柵製備技術，在回音廊模微腔光機械中實現微型化、低閾值的背向SBS光控光，發展其在微波信號處理、高靈敏度頻率感測、群速調控以及耦合控制等方面的套用。此項研究將突破現有限制，大大地推動回音廊模光機械在相關領域中的套用。

結題摘要

項目針對WGM中受激布里淵散射（SBS）光的配置多為發生器模式，而沒有放大器的對向泵浦，提出研究對向泵浦WGM光機械的機制與套用。主要研究內容為在對向泵浦的配置下，SBS效應的特性與套用。嘗試將群速調控，自建光折變光柵等引入到回音廊模SBS的套用之中。在研究的過程中，我們實現了對向泵浦SBS信號壓制，利用相干光在硫系玻璃微納光纖中構建了回音廊模微腔陣列並套用於感測，在微腔中，實現了SBS的自泵浦快光並分析了其機制。在研究過程中，我們注意到了對向泵浦對微腔的穩定性有一定的要求，而微腔的臨界耦合決定了其在耦合過程中雙向不穩定性。在實現了微腔與雙模光纖相互作用以及基於此的帶通濾波基礎上，我們不但開發了1540-1570納米的可調諧窄線寬雷射器（全譜線寬小於5kHz），而且提出了準臨界耦合的概念並將其套用於可調頻寬濾波器，帶阻濾波從4.8 MHz至327.1 MHz可調，帶通濾波從15.3 MHz到327.1 MHz連續可調，而插入損耗變化小於10%。最新的研究表明，套用正交偏振模實現的準臨界耦合可以使穩定耦合的區間大於1微米，從而使飛秒雷射直寫與光刻技術可以用於製備片上微腔的耦合結構。此外，基於偏振模耦合回音廊模微腔，我們證明了連續可調的Fano線型，並給出了與實驗符合得很好的理論模型。 特別地，在本項目支持下，青年基金的超音波調製的研究在光纖渦旋，矢量光束，可調諧雷射器，外差探測及移頻等多個方面開花結果。項目執行期間，標註成果的期刊論文17篇，參加的會議報告及海報累記22次，申請發明專利三項，其中兩項已授權。 項目的研究結果對於微腔中的受激布里淵散射的套用進行了有益的嘗試與拓展，對於WGM微腔耦合穩定性的研究，則對於窄線寬雷射器，微波光子學研究等有著非常重要的意義和實用價值。這一方向也是項目結束後研究的繼續發展方向。