[发明专利]一种回音壁模式谐振器及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于光器件技术领域，尤其涉及一种回音壁模式谐振器及其制备方法。

背景技术

回音壁模式谐振器通过介质腔边界的连续全反射将光限制在谐振腔内，其在非线性光学、腔量子电动力学、超高分辨率检测等领域具有重要的应用前景。

现有技术中，制备回音壁模式谐振器的方法主要有4种，分别是棱镜耦合法、微纳光纤耦合法、光纤尖端耦合法及平面波导耦合法，其中，通过棱镜耦合法制备的回音壁模式谐振器结构复杂，不利于光集成；通过微纳光纤耦合法制备的回音壁模式谐振器结构不稳定；通过光纤尖端耦合法制备的回音壁模式谐振器结构复杂且不稳定；通过平面波导耦合法制备的回音壁模式谐振器不利于光集成。

因此，现有技术中存在着制备的回音壁模式谐振器结构复杂、结构不稳定以及不利于光集成的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种回音壁模式谐振器，旨在解决现有技术中存在的制备的回音壁模式谐振器结构复杂、结构不稳定以及不利于光集成的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种回音壁模式谐振器，所述回音壁模式谐振器包括：空芯光纤、波导、波导谐振腔、第一单模光纤及第二单模光纤；

所述波导及所述波导谐振腔位于所述空芯光纤中；

所述第一单模光纤的一端面通过熔接处理与所述空芯光纤的一端面相连，所述第二单模光纤的一端面通过熔接处理与所述空芯光纤的另一端面相连；

所述波导包括输入光波导、内表面波导及输出光波导，所述输入光波导的两端面分别与所述第一单模光纤的纤芯的一端面及所述内表面波导的一端面相连接，所述输出光波导的两端面分别与所述第二单模光纤的纤芯的一端面及所述内表面波导的另一端面相连接；

所述内表面波导具有倏逝场。

进一步地，所述空芯光纤的材料为纯石英，所述空芯光纤内部设有一个空心腔。

进一步地，所述空心腔为矩形空心腔。

进一步地，所述波导谐振腔为微球谐振腔。

进一步地，所述波导谐振腔的折射率大于1.444。

进一步地，所述波导谐振腔通过弱电弧放电退火处理固定于所述矩形空心腔的内壁上。

进一步地，所述输入光波导及所述输出光波导是通过飞秒激光直写技术写制而成的S型波导。

为实现上述目的，本发明还提供一种回音壁模式谐振器的制备方法，所述方法用于制备如权利要求1至7任意一项所述的回音壁模式谐振器，所述方法包括：

对空芯光纤进行熔接处理，得到空芯光纤器件；

通过飞秒激光直写技术在所述空芯光纤器件内部写制输入光波导；

通过所述飞秒激光直写技术在所述空芯光纤器件内部写制具有倏逝场的内表面波导，其中，所述内表面波导的一端面与所述输入光波导的一端面相连接；

通过所述飞秒激光直写技术在所述空芯光纤器件内部写制输出光波导，其中，所述输出光波导的一端面与所述内表面波导的另一端面相连接。

进一步地，所述对空芯光纤进行熔接处理，得到空芯光纤器件的步骤包括：

将空芯光纤的一端面与第一单模光纤进行熔接，且在距离熔接点预置长度处，对所述第一单模光纤进行切断处理，得到一端面熔接有单模光纤的空芯光纤；

将波导谐振腔固定在所述空芯光纤的空心腔中；

将一端面熔接有单模光纤且固定了所述波导谐振腔的空芯光纤的另一端面与第二单模光纤进行熔接，且在距离熔接点预置长度处，对所述第二单模光纤进行切断处理，得到两端面都熔接有单模光纤且固定了所述波导谐振腔的所述空芯光纤器件。

进一步地，所述将波导谐振腔固定在所述空芯光纤的空心腔中的步骤包括：

利用拉锥光纤、显微镜及微操作手仪器将所述波导谐振腔放入所述空芯光纤的空心腔中；

在熔接机中利用拉锥光纤将所述波导谐振腔推入至所述所述空芯光纤的中心位置；

利用所述熔接机对所述波导谐振腔进行弱电弧放电退火处理，将所述波导谐振腔固定在所述空芯光纤的空心腔中。