介绍了高品质因子(Q) 回音壁模式(WGM)SiO2光学微球腔和锥形光纤耦合器的制备方法。应用窄线宽(300 kHz) 单模NewFocus可调谐激光器(1520-1570 nm)作为激发光源,使用直径1.2 μm锥形光纤激发直径150 μm的SiO2微球腔的光学模式,得到了其形貌共振谱线。从微球腔的温度分布出发,结合SiO2材料的热膨胀以及热光效应折射率变化机理,分析了微球腔在高功率光激发下热效应引起的共振谱平移(2.5 GHz/℃)。实验表明,控制WGM 激发功率,可有效抑制微球腔的热效应,且易于实现稳定的高Ｑ模式。调整锥形光纤耦合激发角度,可以较好地抑制微球腔高阶模式,测得其共振谱线宽为22 MHz,对应的微球腔Q值为107。

量子点光学微腔器件在低阈值激光器和单光子光源等量子信息处理技术领域有重要的应用前景。为了有效地实现受激辐射,光学微腔需要在高介电常量的玻璃微球中嵌入高浓度的量子点。为此使用玻璃技术开展了在磷酸盐玻璃中生长高浓度Ⅱ-Ⅵ族量子点的研究,探索了ZnO-P2O5、CdO-P2O5和CdS-P2O5二元磷酸盐玻璃的形成能力、红外通过率、结晶行为和微腔成形能力。在这些玻璃基体中,ZnO的最大溶解度为0.6, CdO和CdS的溶解度为0.4;基体表现出和商用截止型过滤片玻璃相似的光吸收特性,并与玻璃的种类和成分含量无关;基体晶化后可以析出α-Zn2P2O7或CdS等晶相,其中CdS相均匀分布在试样中;磨细的玻璃基体可以成型为球表面完整和椭圆度小的微腔。试验结果表明,ZnO-P2O5和CdS-P2O5等二元磷酸盐玻璃可以成型为光学微腔并可以有效地生长出高浓度的Ⅱ-Ⅵ族量子点。