[发明专利]一种光学谐振腔耦合系统

说明书

本发明公开了一种光学谐振腔耦合系统，包括激光器、第一光纤和光学谐振腔；第一光纤具有由光纤延伸出的锥形区以及与锥形区连接的束腰区；光学谐振腔由光学介质形成，呈中间宽两端窄，并且光学谐振腔沿轴向半径渐变；激光器用于产生激光，输入第一光纤，使光依次沿锥形区、束腰区传播；第一光纤的锥形区对应位于光学谐振腔外表面，由第一光纤的束腰区一端输出光。本发明光学谐振腔耦合系统，可实现增强的电磁感应诱导透明线型响应，与现有方法相比，具有结构简单、操作简单方便的特点。

技术领域

本发明涉及微纳光学器件技术领域，特别是涉及一种光学谐振腔耦合系统。

背景技术

回音壁模式光学谐振腔是一种由高折射率材料制成的、具有圆形结构的谐振腔，光波通过在谐振腔内表面连续的全反射，经过干涉而增强，形成谐振。该类光学谐振腔具有模式体积小、品质因数高的特点，使其在传感、光信号处理等领域被广泛应用。

现有技术中，采用这种谐振腔和锥形光纤构成耦合系统，可产生Lorentz线型响应，并且，通过构建多个光纤与多个谐振腔模式构成耦合系统，或者在谐振腔内掺入增益介质，通过模式耦合相互作用，耦合系统会产生电磁感应诱导透明线型响应，这种线型响应可增强传感灵敏度，或者对光信号进行快光或者慢光的调制作用，尤其产生增强的电磁感应诱导透明线型，可以将传感灵敏度提高更高的数量级。

但是，采用上述方法构建耦合系统，包括：1)增加谐振腔或者光波导(即光纤)的数目；2)掺入增益介质，这两种方法在实现上均存在一定难度。对于第1)种方法，需要实现多个微纳米器件间的耦合，比如现有技术中的基于光纤和微球谐振腔的耦合，或者光纤与集成谐振腔的耦合，都存在一定的制作困难；而第2)种方法需要对谐振腔进行掺杂处理，会增加工艺的复杂度，且需要在增益介质的激光阈值功率下进行。

因此，设计一种结构简单、容易操作实现的谐振腔耦合系统，能产生增强的电磁感应诱导透明线型响应，就成为本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种光学谐振腔耦合系统，可实现增强的电磁感应诱导透明线型响应，具有结构简单、操作简单方便的特点。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种光学谐振腔耦合系统，包括激光器、第一光纤和光学谐振腔；

所述第一光纤具有由光纤延伸出的锥形区以及与所述锥形区连接的束腰区；

所述光学谐振腔由光学介质形成，呈中间宽两端窄，并且所述光学谐振腔沿轴向半径渐变；

所述激光器用于产生激光，输入所述第一光纤，使光依次沿所述锥形区、所述束腰区传播；

所述第一光纤的所述锥形区对应位于所述光学谐振腔外表面，由所述第一光纤的所述束腰区一端输出光。

可选地，所述第一光纤的所述锥形区的轴向与所述光学谐振腔的轴向垂直。

可选地，所述第一光纤的所述锥形区外表面到所述光学谐振腔外表面的距离小于一个入射光波长。

可选地，所述第一光纤的束腰区的半径小于所述第一光纤内传播光的高阶模式的截止半径。

可选地，所述光学谐振腔以中线轴对称。

可选地，还包括通过光纤与所述激光器连接的、用于调节光的偏振状态的偏振控制器，所述偏振控制器的输出端与所述第一光纤一端连接。

可选地，还包括：

用于接收所述第一光纤的输出光、所述光学谐振腔的输出光的光电探测器；

与所述光电探测器连接的、用于显示输出波形的示波器。

可选地，所述激光器为输出窄线宽且波长可调谐的激光器。