硅基微环谐振腔反射镜的热光调谐研究

"这篇论文详细介绍了基于微环谐振腔的可调谐硅基反射腔镜的设计、制作及其光学性能。研究中，作者利用互补金属氧化物半导体（CMOS）技术与绝缘衬底上的硅材料，构建了一种新型反射腔镜，旨在满足片上光互连应用中对光源的单色性和可调性需求。通过转移矩阵方法分析，这种反射腔显示出优秀的尖锐度和消光比。实验结果显示，在1549纳米波长处，反射率高达90%，品质因素Q值为3×104，自由光谱范围（FSR）为9.6纳米。此外，通过热光调制技术，实现了在0到40.5毫瓦功率范围内对波长的精细调整，覆盖了FSR的范围。" 文章深入探讨了微环谐振腔的光学特性，这是一种关键的光学元件，因其紧凑的尺寸和高效的光子操控能力而在光通信和光计算领域有广泛应用。微环谐振腔利用光的谐振现象，能够增强特定波长的光场，从而实现光的高效反射或传输。在本文中，作者利用硅材料作为谐振腔的基础，由于硅在通信波段的低损耗特性，使得这种反射腔在光互连系统中具有潜在的应用价值。 反射腔的性能关键在于其反射率、品质因素Q值和自由光谱范围。高反射率意味着更多的入射光被反射，有利于形成稳定的光谐振；高品质因素Q值则意味着谐振腔能有效储存能量，增强光场强度，同时具有更窄的光谱宽度，有助于提高系统的分辨率和选择性；自由光谱范围决定了腔镜可以支持的共振模式数量，较大的FSR允许更宽的波长调谐范围。 热光调制是改变微环谐振腔谐振频率的一种常见方法，通过改变谐振腔的温度来调整其光学特性。在文中，通过调控输入功率来改变腔体温度，实现了对反射波长的控制。这种调谐机制对于光通信系统中的动态波长分配和光信号处理至关重要。 这篇研究工作展示了基于微环谐振腔的硅基反射腔镜在片上光互连领域的潜力，其优异的光学性能和可调谐性为未来集成光学系统的设计提供了新的思路和技术基础。同时，热光调制技术的应用进一步证明了这种反射腔在实际应用中的灵活性和实用性。