[发明专利]一种电流调节光微流微泡腔谐振波长的实现装置及方法

说明书

本发明公开本发明涉及一种电流调节光微流微泡腔谐振波长的实现装置及方法，该装置主要有微金丝、微泡腔、功率控制器、数据采集卡、光电探测器、激光器、衰减器、偏振片、熔锥光纤和电脑；该方法基于将微泡腔内穿入微金丝，微金丝两端连接导线并与功率控制器相连，以实现电流调节谐振波长的观测。该实现装置实现了模式谐振波长的电流调节，操作灵活，易于实现。规避了温度调节的局限性、不确定性以及空气静压调节的不便性、复杂性，同时该方法具有高稳定、易操作、易推广、可重复监测等优点。

技术领域

本发明涉及光微流微泡谐振腔实现技术领域，具体涉及一种电流调节光微流微泡腔谐振波长的实现装置及方法。

背景技术

支持光学回音壁模式（WGMs）的微腔在光学传感和光控制方面具有许多诱人的特性。例如，高品质因子、小模量和大精细度相结合，使光子寿命更长，使光学模式与周围环境的相互作用更加紧密。周围介质的变化或腔体性质的变化是导致回音壁模式谐振波长发生偏移的根本原因，回音壁模式谐振波长的微调是许多应用程序的关键要求。近年来，各种调节回音壁微腔谐振波长的方法已经被探索，例如，温度调节、空气静压调节、色散调节等方法。

温度调节通常是通过测量由于谐振器的热膨胀和微腔本身材质的折射率变化而引起的谐振波长的变化，需要借助外部加热器。在具有中空腔体的玻璃微泡腔中充满液体，通过外部加热器增加温度，来监测谐振波长的变化。该液体与玻璃材质相比需要具有较大的温度灵敏度，因此温度调节具有一定的局限性，并且当加热器关闭加热后，模式回到它们最初的位置，无法确定温度升高和降低模式的位置。再者温度调节需要在更严格可控的环境中使用高分辨率温度传感器进行全自动数据采集和温度控制实验，以进一步测量重复性、准确性和热响应时间，对环境要求高。

空气静压调节通过增加单微泡谐振器内的气压，实现光学模式的红移，该调节方式实质上是由于谐振腔材料内部不同的机械应力和应变分量可能引起的折射率变化。通过熔锥光纤与单微泡耦合将780nm激光耦合到微泡中，为了改变回音壁模式的压力，微泡端的毛细管被连接到一条最大压力为6bar的压缩空气管道上。随着气泡内气压的增加，谐振波长的偏移程度被监测，模态逐渐发生红移。该方法只影响谐振器本身，而不影响微泡周围的环境，但装置笨重，技术复杂，操作不方便。

色散调节谐振波长与温度调节谐振波长和空气静压调节谐振波长相比，没有温度调节方便、更可重复，没有空气静压调节准确、迅速、范围大，并且色散调节的应用较少。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种电流调节光微流微泡腔谐振波长的实现装置及方法，使得现有技术受到温度调节以及空气静压调节的影响与限制的问题得到解决。

为解决所述技术问题，本发明的一种电流调节光微流微泡腔谐振波长的实现装置，其包括微金丝、微泡腔、功率控制器、数据采集卡、光电探测器、激光器、衰减器、偏振片、熔锥光纤和电脑；所述微金丝穿设于微泡腔内，微金丝延伸出微泡腔的两端通过导线与功率控制器连接；数据采集卡分别与光电探测器、激光器和电脑信号连接，由数据采集卡对光电探测器和激光器的信息进行采集并发送至电脑，且光电探测器与电源电连接；激光器上经光纤依序连接有衰减器和偏振片，所述熔锥光纤设置于微泡腔一侧，其一端与偏振片输出端连接，另一端与光电探测器连接；其中激光器输出的激光经由衰减器和偏振片进入熔锥光纤，由熔锥光纤将其耦合进微泡腔中，继续传输的激光被光电探测器接收，并发送信号至数据采集卡传输至电脑进行处理。

进一步的，所述微泡腔的两端均插入特氟龙管。

进一步的，所述微金丝由紫外胶分别固定于微泡腔两端。

进一步的，所述激光器为1550nm激光光源。

一种电流调节光微流微泡腔谐振波长的实现方法，包括以下步骤：

S1：将微泡腔中穿入微金丝，预设长度的微金丝部分裸露于微泡两端的外侧；