[发明专利]一种获取微谐振腔品质因子的方法

说明书

本发明公开了一种获取微谐振腔品质因子的方法。该方法的步骤包括：将扫频激光分为参考光和耦合入微谐振腔的光，并采集微谐振腔的背反射信号光，背反射信号光与参考光在耦合器中发生拍频干涉；对获取的拍频干涉信号施加傅里叶变换，获取微谐振腔在距离域上的功率衰减信号；并通过线性拟合得到功率衰减因子，最终计算确定微谐振腔品质因子。本发明提供了一种新的计算微谐振腔品质因子的方法，在微谐振腔处只需要单端耦合输入，即可精确、便捷地获得微谐振腔的品质因子。

技术领域

本发明涉及光电子探测技术和光电器件表征技术领域。具体涉及一种获取微谐振腔品质因子的方法。

背景技术

谐振腔一直以来在现代光学领域扮演着重要的角色，它不仅是激光器相关领域的基石；同时，它也在精确测量和探测方面应用广泛，以及在非线性光学领域发挥着巨大作用。但是，常规光学共振腔的某些特性极大地限制了它的使用范围，比如尺寸、重量、对准难度以及稳定性问题等等。为了解决以上这些问题，近些年来人们着力发展了集成微谐振腔，包含集成微谐振腔的理论研究、制备加工、性能测试以及相关应用。

为了保证设计加工的微谐振腔的性能，一般会通过测量微谐振腔的品质因子来确定其工作性能和传播损耗。常规的测量手段，是利用光谱仪或者光功率计进行透射测量品质因子，但是这种透射式总体测量会带来一个很大的缺点，就是当片上有不可避免的串联的损耗或干扰时，得到的是一个总体值。普通的透射测量只能是混合式测量，无法定位提取内部某一处的品质因子。

发明内容

针对以上现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种获取微谐振腔品质因子的方法。

本发明采用的技术方案如下：

一种获取微谐振腔品质因子的方法，具体步骤包括：

S1、将扫频激光分为两路，第一路光为参考光，第二路光耦合入微谐振腔，并采集微谐振腔的背反射信号光，所得背反射信号光与参考光在耦合器中发生拍频干涉，获取谐振光叠加的拍频干涉信号；

S2、对谐振光叠加的拍频干涉信号施加窗口傅里叶变换，获取微谐振腔在距离域上的功率衰减信号；

S3、对功率衰减信号进行线性拟合，获取微谐振腔的功率衰减因子；

S4、根据步骤S3的功率衰减因子，获取微谐振腔品质因子。

本发明利用背反射的方法获取微谐振腔的品质因子，优势在于：

(1)该方法只需要一端输入，就可以精确测量出微谐振腔的品质因子，减小了测试难度。

(2)该方法能够有效排除光路其他部分的损耗干扰，可定位测量目标位置处的微谐振腔损耗。

(3)本发明的方法适合于多种尺寸、材料和几何形状的微谐振腔测试。

附图说明

图1为本发明的测量方法流程图；

图2为本发明装置结构示意图；

图3为使用本发明装置得到的拍频干涉信号，此时信号包含多个谐振状态；

图4为使用本发明装置得到的拍频干涉信号，此时信号包含一个谐振状态；

图5为使用本发明装置得到的功率衰减信号，此时是直接对所有谐振状态进行了变换；

图6为使用本发明装置得到的功率衰减信号，此时选取了从f₁＝1533.01nm到f₂＝1533.07nm的单个谐振部分；

图7为使用本发明装置得到的3个不同的微谐振腔(a、b、c)的功率衰减信号，不同品质因子的微谐振腔显示出不同的衰减结果；

图8为使用常规的透射测量方法得到的微谐振腔a、b和c的品质因子结果。