有机回音壁模式谐振腔的可控制备及性能研究
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摘要
回音壁模式(WGM)谐振腔通过圆形界面全反射的方式来限域光子,具有高的品质因子和小的模式体积非常适合用于微纳尺度上相干光源的构建~[1]。得益于微加工技术的发展,各种形状的无机WGM谐振腔已经被成功制备并被广泛应用于微纳光学器件的搭建。然而这种自上而下的加工方式往往需要复杂的后处理过程,而且在材料的选择上也有诸多限制,制约了其功能的进一步扩展。与之相比,有机材料具有很好的相容性,可以与各种光功能材料复合,在WGM腔的制备上非常具有优势~[2]。我们利用乳液自组装可控的制备了高Q的有机微盘谐振腔,通过掺杂激光染料我们得到了低阈值的激光输出。但是由于微盘结构是圆对称,所以光信号的辐射角度是各向同性的,不利于相干光信号的收集和器件集成。在乳液组装的过程中,我们利用不同组分之间的协同作用,实现了一维有机线@微盘的复合结构,打破了微盘结构的对称性。将微盘激光通过与之相连的一维波导有效地耦合出来,为与其他功能性光子学元件的集成奠定基础。
Whispering-gallery-mode(WGM) microcavities hold promising applications in high-throughput sensing and on-chip optical communication for their ultrahigh quality. Here we propose a strategy to produce highly flexible microdisk WGM resonators based on the controlled emulsion assembly of organic materials. The high material compatibility of the assembled microdisks enabled us to realize low-threshold WGM lasers by doping with organic dyes as gain media. Furthermore, the emulsion assisted self-assembly provided a strategy for the one-step fabrication of microwire-waveguide-connected microdisk heterostructures, which can be utilized for the efficient output of the isotropic WGM lasers from the coupled waveguides. We hope that our results will pave an avenue for the construction of new types of flexible WGM-based components for photonic integration.
引文
[1]Vahala,K.J.Nature 2003,424:39
    [2]Adachi,T.;Tong,L.;Kuwabara,J.;Kanbara,T.;Saeki,A.;Seki,S.;Yamamoto,Y.J.Am.Chem.Soc.2013,135:870

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