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【技术实现步骤摘要】
本申请涉及量子光学,具体而言,涉及一种光学微腔和光学器件。
技术介绍
1、光学微腔是一种微型化的光学谐振腔,可以过各种光学效应(如反射、全反射、散射或衍射)将光限制在极小的空间内。
2、通过减小光学微腔的尺寸,可以将光场束缚在接近衍射极限的区域内,以增强光场的强度。以及通过减小光学微腔内的吸收和辐射损耗,可以提高光学微腔内光子的寿命,以增强光与物质的相互作用时间。因此,光学微腔通过减少模式体积vm和增大光学微腔的品质因子q,可以使得光学微腔具有较强的光与物质相互作用(即q/vm)。
3、目前现有技术中的光学微腔一般通过具有高q值(约108)的回音壁模式的微盘和微球腔、模式体积vm较小(<λ3,λ为真空波长)的表面等离激元模式的金属微纳结构、具有较高q值和较小模式体积vm的光子晶体型微腔等技术方案才实现高q/vm。
4、但本申请的专利技术人发现,在实际的光学微腔器件的应用中,除了考虑高q值因素和较小模式体积vm因素外,还需要考虑光学微腔与外界光场的有效耦合(近高斯型远场辐射光场模式)。
技术实现思路
1、本申请提供了一种光学微腔和光学器件,用于提供一种在小直径(近波长直径)应用场景下具有高q值和近高斯型远场辐射光场模式的微柱腔。
2、根据本申请的一方面,光学微腔包括:衬底层;第一dbr反射层,设置在衬底层上,包括第一预设对数的交替生长的第一反射介质层和第二反射介质层;第二dbr反射层,设置在光学微腔顶部,包括第二预设对数的交替生长的第一
3、根据本申请的一些实施例,,其中,t1为第一预设厚度,λ为波长,n1为第一反射介质层的有效折射率;,其中,t2为第二预设厚度,λ为波长,n2为第二反射介质层的有效折射率。
4、根据本申请的一些实施例,,其中,t3为第三预设厚度,ρ为锥形梯度,i为第一绝热介质层在第一dbr绝热层或第二dbr绝热层中的层数;,其中,t4为第四预设厚度,ρ为锥形梯度,i为第二绝热介质层在第一dbr绝热层或第二dbr绝热层中的层数。
5、根据本申请的一些实施例,腔中心层具有第五预设厚度,第五预设厚度为:,其中,t5为第五预设厚度,n为第一绝热介质层或第二绝热介质层的总层数。
6、根据本申请的一些实施例,第一反射介质层为gaas层,第二反射介质层为algaas层;第一绝热介质层为gaas层,第二绝热介质层为algaas层;腔中心层为gaas层。
7、根据本申请的一些实施例,第一预设对数为40.5对,第二预设对数为25对。
8、根据本申请的一些实施例,第三预设对数为4对,第四预设对数为4对。
9、根据本申请的另一方面,还提供了一种光学器件,该光学器件包括如上文所述的光学微腔。
10、本申请提供的光学微腔通过在第一dbr反射层和第二dbr反射层之间设置具有预设厚度的dbr绝热层,可以形成绝热锥形腔。通过将常规dbr腔区域替换为绝热锥形dbr腔区域,光学微腔可以减少在小直径(如近波长直径)应用场景下腔膜驻波与dbr中布洛赫模失配引起的散射损耗,从而可以改善光学微腔在小直径应用场景下的低q值的问题。
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1.一种光学微腔,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的光学微腔,其特征在于,
3.根据权利要求2所述的光学微腔,其特征在于,
4.根据权利要求3所述的光学微腔,其特征在于,所述腔中心层具有第五预设厚度,所述第五预设厚度为:
5.根据权利要求4所述的光学微腔,其特征在于,所述第一反射介质层为GaAs层,所述第二反射介质层为AlGaAs层;
6.根据权利要求1所述的光学微腔,其特征在于,所述第一预设对数为40.5对,所述第二预设对数为25对。
7.根据权利要求6所述的光学微腔,其特征在于,所述第三预设对数为4对,所述第四预设对数为4对。
8.一种光学器件,其特征在于,包括如权利要求1-7任一所述的光学微腔。
【技术特征摘要】
1.一种光学微腔,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的光学微腔,其特征在于,
3.根据权利要求2所述的光学微腔,其特征在于,
4.根据权利要求3所述的光学微腔,其特征在于,所述腔中心层具有第五预设厚度,所述第五预设厚度为:
5.根据权利要求4所述的光学微腔,其特征在于,所述第一反射介质层为gaa...
【专利技术属性】
技术研发人员:王嘉俊,吴邦,袁之良,
申请(专利权)人:北京量子信息科学研究院,
类型:发明
国别省市:
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