[发明专利]回音壁模式微腔及其色散控制方法、倍频程光梳产生装置

说明书

本发明实施例公开了一种回音壁模式微腔及其色散控制方法、倍频程光梳产生装置。回音壁模式微腔包括衬底和位于衬底一侧的支撑柱和微盘腔，微盘腔处于反常色散区且包括至少一个色散波；改变微盘腔的尺寸，以实现色散波位置调节。本发明实施例的技术方案，提出了一种通过控制微盘腔的尺寸实现回音壁模式微腔的色散控制，在合适的位置产生色散波，该回音壁模式微腔可以产生跨倍频程的光学频率梳。

技术领域

本发明涉及光学器件技术领域，尤其涉及一种回音壁模式微腔及其色散控制方法、倍频程光梳产生装置。

背景技术

目前基于微腔的跨倍频程光梳均在微环结构(microring)中产生，该类型的结构通过改变波导的宽度和厚度来实现色散的控制，并利用色散波(dispersive wave)来展宽光梳，这要求将微环的尺寸误差控制在纳米范围内，这对微纳加工的精度提出了很高的要求。

为了产生倍频程光梳，需要使微腔具有较小的反常色散(D₂0)。微腔色散(D_int)定义为如下公式：

其中ω与ω_pump分别表示产生光梳模式的频率与泵浦模式的频率，D₁表示光学微腔的自由光谱范围，D₂和D₃为高阶色散项，μ为产生光梳模式与泵浦模式间的相对模式数。通过设计光学微腔的色散可以使光梳产生色散波(D_int＝0处)，色散波可以拓宽光梳光谱并且增加梳齿功率。

对于片上回音壁模式微腔而言，仅在氧化硅微环芯微腔(microtoroid)中产生了跨倍频程光梳，该结构通过控制激光回流(reflow)过程来调节微腔的几何结构。但是目前没有任何实验数据证明这种方法可以实现色散的调控，包括色散波的位置，色散数值的大小等。

发明内容

本发明实施例提供了一种回音壁模式微腔及其色散控制方法、倍频程光梳产生装置，该色散控制方法提出了一种通过控制微盘腔的尺寸实现回音壁模式微腔的色散控制，在合适的位置产生色散波，该回音壁模式微腔可以产生跨倍频程的光学频率梳。

根据本发明的一方面，提供了一种回音壁模式微腔的色散控制方法，所述回音壁模式微腔包括衬底和位于所述衬底一侧的支撑柱和微盘腔，所述微盘腔处于反常色散区且包括至少一个色散波；

改变所述微盘腔的尺寸，以实现所述色散波位置调节。

可选的，所述微盘腔的形状为圆台，所述改变所述微盘腔的尺寸，以实现所述色散波位置调节，包括：

调整所述圆台的直径、厚度和侧壁倾角中的至少一者，以改变所述色散波的位置；

其中，所述直径为所述圆台的下底直径，所述厚度为所述圆台的高，所述侧壁倾角为所述圆台的母线与所述圆台的下底的夹角。

可选的，所述微盘腔包括第一色散波和第二色散波，所述第一色散波的对应波长小于所述第二色散波的对应波长；

调整所述直径、厚度和侧壁倾角中的一者，以改变所述第一色散波和所述第二色散波的位置。

可选的，固定所述厚度和所述侧壁倾角，增大所述直径，所述第一色散波向短波方向移动，所述第二色散波向长波方向移动。

可选的，固定所述直径和所述厚度，增大所述侧壁倾角，所述第一色散波向短波方向移动，所述第二色散波向长波方向移动。

可选的，固定所述直径和所述侧壁倾角，增大所述厚度，所述第二色散波向长波方向移动。

根据本发明的另一方面，提供了一种回音壁模式微腔，包括衬底和位于所述衬底一侧的支撑柱和微盘腔，所述微盘腔的色散波的位置利用上述任意一种回音壁模式微腔的色散控制方法调节。