國家重點實驗室微腔光學研究取得重要突破

【中國化工儀(yi) 器網 技術前沿】光學微腔可以增強光和物質的相互作用，已經成為(wei) 基礎光物理和光子學研究的重要平台。長期以來，上主要通過建立波導模式與(yu) 微腔高度局域模式的直接相互作用實現有效耦合，需要滿足相位匹配條件。然而，由於(yu) 波導與(yu) 微腔存在不同的材料和幾何色散，相位匹配條件僅(jin) 在較窄光譜範圍內(nei) 滿足，嚴(yan) 重製約了微腔寬帶光子學應用。 　　人工微結構和介觀物理國家重點實驗室(北京大學)肖雲(yun) 峰研究員和龔旗煌院士領導的課題組提出混沌輔助的光子動量快速轉換的新原理，實現了超高品質因子光學微腔和納米尺度波導的超寬帶耦合，突破了微納光學器件近場耦合需要相位匹配即動量守恒的限製。該課題組通過精心設計光學微腔的幾何形狀，打破了傳(chuan) 統微腔的旋轉對稱性，調控了局域光場分布，從(cong) 而在支持分立的超高品質回音壁模式的同時獲得了大量準連續的混沌模式，並通過基於(yu) 時域有限差分法的三維模擬研究了混沌光子的角動量快速轉換及遂穿的瞬態動力學過程。研究結果表明混沌輔助的角動量轉換新原理可以實現二氧化矽微腔在全透明波段內(nei) (500-2900納米)回音壁模式的耦合。 　　這一新原理可以擴展到其它光學微腔類型以及其它的電磁波頻段，並可能在集成光電子學、光學網絡、量子信息處理等領域發揮重要作用。該研究成果於(yu) 10月20日在學術期刊Science上發表。 　　編輯點評 　　光學微腔可以增強光和物質的相互作用，已經成為(wei) 基礎光物理和光子學研究的重要平台。人工微結構和介觀物理國家重點實驗室微腔光學研究取得重要突破，可能在集成光電子學、光學網絡、量子信息處理等領域發揮重要作用，對後續工作開展具有重要意義(yi) 。 　　(原標題：人工微結構和介觀物理國家重點實驗室微腔光學研究取得重要突破)

（來源：科技部）