超低损耗光学微谐振器为微型化可调谐光子系统铺平道路

阿斯顿大学研究人员开发出一类新型光学微谐振器，这种微型光学器件能在微观尺度内强力约束并增强光线，是超精密光学传感器和信息处理器等众多系统的核心组件。

研究团队发现，在两段光纤交汇处可形成独特的光学微谐振器。这类器件在通信、计算、传感等领域具有应用潜力。新型超低损耗微谐振器仅需旋转交叉光纤即可实现精细调谐，与现有单片式微谐振器不同，其自由光谱范围(FSR)具备宽域可调性且支持精准调控。

阿斯顿光子技术研究所Misha Sumetsky教授领导的团队在《Optica》期刊发表论文称："这种结构为微型化可调谐光子系统开辟了新路径，其应用前景包括低重复率频率梳发生器、可调谐延迟线和非局域光流控传感器等。"

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实验装置的插图

Misha Sumetsky教授指出："Isha Sharma博士在光纤交叉处发现微谐振器的实验现象启发了本研究，随后我们对其光学特性与可调谐性展开深入探究。光纤旋转零点几度即可产生微米级位移，使谐振器结构实现毫米级形变，其光谱与FSR特性达到皮米级调谐精度。所得谐振器Q因子保持在~2×10⁶水平，在更洁净环境中有望达到~10⁸。"

团队通过实验验证新型微谐振器性能，并基于表面纳米级轴向光子学(SNAP)平台建立理论模型支撑研究发现。其中关键突破是揭示了范德华力（中性分子间吸引力）在亚毫米区域维持光纤直接接触并促成谐振器形成的作用机制。

Sumetsky教授补充道："该系统完美适配微机电系统(MEMS)集成，仅需极小驱动力即可实现FSR微谐振器调谐。这项创新通过在芯片级器件中实现精密光谱控制，为光子学、传感和量子信息技术领域带来全新可能。"

相关链接：https://dx.doi.org/10.1364/OPTICA.565224