[发明专利]一种实现频率调控的装置

说明书

本文公开一种实现频率调控的装置，本发明实施例包括：微球腔、固定结构、光纤、三维位移平移台和控制器；其中，微球腔的连接支柱水平连接于一固定结构；光纤的第一端与三维位移平移台的压电陶瓷连接；光纤的纤芯与微球腔的连接支柱平行；控制器调控共振频率时，光纤的第二端与微球腔的顶点接触；控制器通过控制施加于压电陶瓷上的电压，控制经由光纤施加于微球腔的压力，以进行微球腔共振频率的调控；其中，第二端的端面为平整的截面；顶点为微球腔距离第二端最近的点。本发明实施例实现了微球腔的机械模式的共振频率调控。

技术领域

本文涉及但不限于微纳光学技术，尤指一种实现频率调控的装置。

背景技术

回音壁模式光学微腔具有很高的品质因子(Q)和很小的模式体积(V)，是研究光与物质相互作用的理想平台。回音壁模式光学微腔的种类包括：微芯环腔、微球腔和微泡腔等；上述回音壁模式光学微腔中，微球腔的品质因子最高，且具有制作方便和可集成的有点，被广泛应用于激光光源、传感器等。在上述基础特征上，微球腔又增加了机械模式的自由度，逐渐形成腔光力学的子领域，并被逐步推向实际应用。

微球腔在实际应用中，由于单个光机械系统中机械模式或光学模式频率不匹配，使得系统可扩展性受到限制。一些光学模式的共振频率调控方法被提出，但是机械模式的共振频率调控比较少。这是因为微球腔的材料性质和腔体形状共同构成的边界条件使微球腔有固定且不定间距的共振频率。实现机械模式共振频率调控可以拓宽光机械系统的应用场景，例如宽带机械调谐可以提供频率随需应变能力，对通信系统或波长转换至关重要，增强调谐也有助于校准光-物质相互作用过程中的相位匹配问题等。目前，实现机械模式的共振频率调控的方式主要包括：空气静压，拉伸和温度调节。在一些情况下，上述方法能够提供有效的作用：如通过调节腔内空气压强可以实现空心微泡腔中较大的调谐跨度。但同时它们有着各自的不足之处：如温度调节需要较长的弛豫时间，不能满足实时调节的需求，同时因为有光热效应的参与也不适合在低温环境中的实验；拉伸调节的调频分辨率不高，只能实现比较粗糙的调频，且会引入较大的损耗；空气静压同样存在引入损耗的问题。因此，如何设计实现更为实用的机械模式的共振频率调控，成为一个有待解决的问题。

发明内容

以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。

本发明实施例提供一种实现频率调控的装置，能够实现微球腔的机械模式的共振频率调控。

本发明实施例提供一种实现频率调控的装置，包括：微球腔1、固定结构2、光纤3、三维位移平移台4和控制器5；其中，

微球腔1的连接支柱1-1水平连接于一固定结构2；

光纤3的第一端3-1与三维位移平移台4的压电陶瓷4-1连接；光纤3的纤芯与微球腔的连接支柱1-1平行；

控制器(5)调控共振频率时，光纤3的第二端3-2与微球腔的顶点接触；控制器5通过控制施加于压电陶瓷4-1上的电压，控制经由光纤3施加于微球腔1的压力，以进行微球腔1共振频率的调控；

其中，所述第二端3-2的端面为平整的截面；所述顶点为所述微球腔1距离所述第二端3-2最近的点。

在一种示例性实例中，所述连接支柱1-1的长度为：

50微米～150微米。

在一种示例性实例中，所述光纤3包括：

剥离保护层的光纤。

在一种示例性实例中，所述装置还包括光纤锥6，所述光纤锥6位于所述微球腔1的正上方或正下方。

在一种示例性实例中，所述光纤3与所述微球腔1的材料相同。

在一种示例性实例中，所述光纤3与所述微球腔1的尺寸处于相同量级。