D型光纤集成聚合物双环微腔法诺谐振结构及加工方法技术

本发明专利技术公开的一种D型光纤集成聚合物双环微腔法诺谐振结构及加工方法，属于全光纤集成光学器件领域。两个聚合物WGM谐振腔分别侧耦合到侧面抛光D型单模光纤中的聚合物微纳波导两侧，所述两个WGM谐振腔分别作为低Q与高Q微腔耦合，产生可控的法诺谐振，提高D型光纤集成聚合物双环微腔法诺谐振结构Q值；采用飞秒激光烧蚀制备D型光纤，侧壁倾斜，聚合物WGM谐振腔和锥形波导采用飞秒激光诱导双光子聚合技术(TPP)打印。D型光纤中的平坦区域用于容纳不同种类光学元件的衬底，D型光纤两个端口用于耦合光的进出，显著增强光纤直接集成设备加工的可扩展性。本发明专利技术具有高鲁棒性、高扩展性、高耦合效率、高紧凑度和高Q值的优点。高紧凑度和高Q值的优点。高紧凑度和高Q值的优点。

【技术实现步骤摘要】
D型光纤集成聚合物双环微腔法诺谐振结构及加工方法


[0001]本专利技术属于全光纤集成光学器件领域，尤其涉及一种D型光纤集成聚合物双环微腔法诺谐振结构及加工方法。

技术介绍

[0002]回音壁模式(WGM)谐振腔因其高Q值、小模式体积、强光场局域和对周围环境的高灵敏度，广泛应用于光学频率梳、光学传感器、非线性光学、光调制器等领域。WGM谐振腔构成法诺谐振可以引入一些新的现象，在物理、化学和生物领域又很好的应用前景。近年来，片上集成法诺谐振结构因其易于集成、平面几何构图和高传输效率而得到了深入研究。然而，这些设备通常需要外部输入和输出端口，增加了法诺谐振结构集成的复杂性。
[0003]文献“Dynamic Fano Resonance in Thin Fiber Taper Coupled Cylindrical Microcavity”与文献“Fano resonance in a multimode tapered fiber coupled with a microspherical cavity”均提出了微纳光纤耦合WGM法诺谐振本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.D型光纤集成聚合物双环微腔法诺谐振结构，其特征在于：两个聚合物WGM谐振腔分别侧耦合到侧面抛光D型单模光纤中的聚合物微纳波导两侧，所述两个WGM谐振腔分别作为低Q与高Q微腔耦合，通过调控WGM谐振腔微环的尺寸和位置产生可控的法诺谐振；利用D型光纤抛光区域的侧壁倾角与锥型聚合物光纤渐变区域提高从纤芯到微纳波导的耦合效率；D型光纤中的平坦区域用于容纳不同种类光学元件的衬底，D型光纤两个端口用于耦合光的进出。2.如权利要求1所述的D型光纤集成聚合物双环微腔法诺谐振结构，其特征在于：两个微环谐振腔外径分别为40μm和10μm，截面均为2μm～4μm
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19μm～21μm，圆心在垂直波导方向上间距为0，两个微环与波导间隔分别为0.3μm～0.6μm和0μm。3.D型光纤集成聚合物双环微腔法诺谐振结构的加工方法，用于加工如权利要求1所述的D型光纤集成聚合物双环微腔法诺谐振结构，其特征在于：包括如下步骤，步骤一：利用飞秒激光烧蚀实现单模光纤侧面抛光，制成D型单模光纤；通过对D型单模光纤抛光，使纤芯完全暴露并保留足够的平坦的抛面区域作为衬底；抛光区域两端的侧壁加工有倾角，在方便加工的同时提高波导纤芯与锥型波导的耦合效率；步骤二：将抛光区域浸没于光刻胶中并烘干；步骤三：利用飞秒激光双光子聚合技术在抛光区域打印双微环谐振腔和与微腔耦合的锥型波导；连接抛光区域侧壁的波导截面为6μm～9μm
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19μm～21μm，兼顾波导与纤芯耦合的模式匹配和波导的中激发的高阶模式数量，用于提高光纤纤芯与聚合物波导传输效率；锥型渐变区域长度为10μm～20μm，用于减少模式失配造成的损耗；渐变完成前波导均附着在抛面形成的衬底上，垂直衬底方向的波导截面宽度不变，保证波导的稳定性；渐变后波导横截面为0.6μm～1μm
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8μm～10μm，微纳波导由渐变区域波导提供支撑实现悬空，利用渐变后波导具有微纳光纤波导的强光场局域特点，使渐变后波导适用于与微环谐振腔耦合；两个微环谐振腔外径分别为40μm和10μm，圆心在垂直波导方向上间距为0，两个微环与波导间隔分别为0.3μm～0.6μm和0μm，针对不同微腔的耦合能力选用不同间隔，保证与波导适度的耦合效应，微环谐振腔截面为2μm～4μm
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19μm～21μm，在保证结构稳定的前提下减少高阶模式的生成；步骤四：将光纤浸没于酒精中，将未被光固化的光刻胶去除，获得处理后的D型光纤集成聚合物双环微腔法诺谐振结构。4.如权利要求3所述的D型光纤集成聚合物双环微腔法诺谐振结构的加工方法，其特征在于：步骤一中，对D型单模光纤抛光深度为71μm～73...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜澜，付中原，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：