波导耦合回音壁模式光学微球腔结构耦合特性分析

提出了一种耦合微球和波导系统的有效方法, 并在数值和实验上进行了论证.为了研究微球腔和波导系统的耦合特性, 首先通过耦合模理论研究了这个系统的2D模型.通过有限时域差分法设计了一个数值仿真系统.在快速傅里叶变换 (FFT) 处理样本数据后, 得到了波长范围从600 nm到1 000 nm的相对强度谱曲线和传输谱曲线.在实验中, 采用熔融单模光纤顶端的方法制得了石英材料微球腔.采用热拉技术制得了锥形光纤, 用来作为激发微球腔中回音壁模式的波导.测试了这个微球腔-锥形光纤耦合系统, 通过优化微球腔与锥形光纤的相对位置得到其品质因数高达2.3×106, 耦合效率高达92.5%.这些耦合特性可以很好地用理论结果解释.这些特性表明了其在实际微腔传感和微型激光器中极具潜力