论文部分内容阅读
回音壁微腔所支持的光学模式具有品质因子高模式体积小的特点,这使得回音壁微腔成为增强光与物质相互作用的重要平台之一。随着研究的不断深入,回音壁微腔在传感、微型激光器、非线性光学等领域被发掘出越来越多的应用。本论文所研究的香肠型微腔是回音壁微腔的一种。这种回音壁微腔于2015年提出,具有易于通过拉伸改变其光学模式共振波长的特点。本论文在香肠腔的研究方面所取得的结果包括以下三个部分:首先,本论文研究了香肠腔中的机械振动。当香肠腔将光束缚在腔内时,光压会导致香肠腔发生一定的变形,从而产生机械振动。香肠腔一旦制备完成,其固有振动频率就已经确定,但是有些应用中可能需要对振动频率进行调谐。本论文研究了在香肠腔中如何观测机械振动以及输入光强对机械振动的影响,还研究了如何通过简单拉伸香肠腔的方法和光弹簧效应来实现对机械振动频率的调控。这些内容详见本论文的第二章和第三章。其次,本论文研究了香肠腔中的热振荡行为。当香肠腔将光束缚在腔内时,香肠腔会对其束缚的光有非常微量的吸收,这会改变微腔材料的折射率、产生热效应,从而有可能观测到热振荡行为。本论文研究了输入激光波长恒定与扫频两种情况下香肠腔中的热振荡行为。在输入激光波长恒定且其功率相对较低的情况下,热振荡传输谱线的形状与机械振动传输谱线的形状没有太明显的区别,但是热振荡的频率相比机械振动的频率会小很多。随着输入激光功率的增加,热振荡传输谱线形状的变化与机械振动传输谱线形状的变化非常不同。在输入激光扫频时的热振荡中,我们观测到了类似振铃这样的有趣现象。这些内容详见本论文的第四章。最后,本论文从理论和实验研究了双腔耦合导致的透明(CRIT)与吸收(CRIA)现象。理论分析了CRIT现象与CIRA现象产生的条件以及实现这两种现象之间转换的条件。实现这两种现象的前提条件是两个微腔的光学模式具有相同的共振频率。我们实验通过拉伸香肠腔调节其光学模式的共振频率,使得它与球腔光学模式的共振频率一致,然后通过控制两个微腔之间的耦合强度实现了CRIT现象与CIRA现象之间的转换,理论拟合与实验结果稳合的很好。