基于微纳光纤的一维光子晶体反射镜及其损耗的研究

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研究光与物质的相互作用,是光学领域的一个重要的分支。光学微腔能够通过较高的Q值更好的实现光与物质的相互作用。光子晶体微腔因为具有较高的Q值和更小的模式体积,收到了广泛的关注。我们知道要实现高Q值,就要降低辐射损耗的产生,虽然在硅波导上已经可以实现很高的Q值,但是人们对于辐射损耗的机制没有一个合理的物理解释,同时硅波导上的微腔在与光路连接时会有一定的连接损耗,因此我们的工作目的是在微纳光纤上实现一维光子晶体反射镜,同时研究它的辐射损耗机制。这样,由于光纤的较低折射率,可以有更大的空间模场分布,通过损耗机制的研究可以有效的降低辐射损耗,促进光与物质的相互作用。  研究工作分为仿真和实验。首先,通过FDTD仿真计算微纳光纤一维光子晶体的透射谱和反射谱以及损耗。然后在实验上实现这种光纤器件,用光纤拉锥机制作微纳光纤,通过FIB系统刻蚀光子晶体结构,最后光路测量,并且总结损耗的最周期个数的变化的规律。  最终我们在微纳光纤上实现了一维光子晶体反射镜,具有较宽的光子晶体带隙,带宽大约200nm,中心波长1550nm,研究了辐射损耗的机制,并且找到了有效降低辐射损耗的方法。  在光纤上实现了宽带的光子晶体反射镜,由于光纤的折射率低,可以使得模场有更多的空间分布,促进光与物质的相互作用,同时研究发现了损耗随着周期数的变化,出现了周期性的振荡,为我们进一步降低损耗提供了方法。接下来我们将继续研究这种反射镜构成的微腔的性质以及研究光与物质的相互作用。
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