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Updated: Jul 15, 2026
07:51
Fabrication of Silica Ultra High Quality Factor Microresonators
Published on: July 2, 2012
在芯片上的超高Q圆柱体微腔
D K Armani1, T J Kippenberg, S M Spillane
1Department of Applied Physics, California Institute of Technology, Pasadena, California 91125, USA.
Nature
|February 28, 2003
概括
研究人员开发了新型的芯片上的体微振解器,实现超高的Q系数超过1亿. 这一突破与滴滴微腔相竞争,使光子学和量子技术的先进应用成为可能.
科学领域:
- 光子学和光学工程的工程.
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 量子技术 量子技术 量子技术
背景情况:
- 介电微空洞以共振频率存储光学能量,这对于空洞量子电动力学,光子学,生物传感和非线性光学至关重要.
- 表面张力诱导的微腔 (例如,滴,球) 由于原子尺度的表面表面,提供了优越的光子寿命 (Q因子).
- 现有的基于芯片的共振器具有显著较低的Q因子,限制了它们在超高Q实验中的使用.
研究的目的:
- 开发一种基于芯片的微复原器的制造工艺,具有超高的Q系数.
- 为了克服当前基于晶圆的共振器的局限性,并实现与表面张力诱导的微空洞相美的性能.
主要方法:
- 采用了光刻和干蚀的组合,在晶圆上精确的共振器图案.
- 采用选择性回流工艺,在制造的结构上实现近原子尺度的表面光滑.
- 在芯片上制造的 toroid 形状的微振解器.
主要成果:
- 在形微振解器中达到超过1亿的Q因子.
- 与之前的基于芯片的共振器相比,这代表了近四个数量级的改进.
- 证明的Q因子与理想的表面张力诱导微腔的Q因子相似.
结论:
- 开发的工艺使得能够在芯片上制造超高Q微回振器.
- 这一进步弥合了基于芯片和滴滴微腔之间的性能差距.
- 新的共振器适用于要求极长光子寿命的苛刻应用.
