nanochip 2007-08-13 14:07
京都大学和JST的光学结晶共振器达到200万Q值
[font=Verdana]------有助实现光子运算以及光存储器[/font]
日本京都大学与科学技术振兴机构（JST）宣布，利用基于光学结晶的纳米级光共振器使Q值达到了200 万。导入光脉冲后，可在1.7ns内把光封闭在边长为0.0015mm的空间内。如果是自由空间的话，在这段时间内光可以传播60cm。这一成果有助于实现基于光控制的量子运算，以及基于瞬间阻光的光存储器芯片。
新开发的光学结晶的光纳米共振器采用的是双异质结构（晶格数不同的双层光学结晶纵向连接的结构），验证了该研究组2003年提出的名为“高斯函数型”的光封闭方法（图1）。光封闭部分的体积（模型体积）仅为光波长的三次方，理论上的Q值可超过1000万。但是，在06年底之前，利用实际试制的光纳米共振器进行的试验结果，Q值只有70万～120万左右。原因是极其微小的构造变化，都会使光泄漏到共振器的外部。
研究小组指出该结构的变动因素包括：(1)构成光学结晶的气孔（晶格点）表面的凸凹；(2)共振器表面的凸凹；(3)气孔位置的变动；(4)气孔半径的变动；(5)气孔的倾斜；(6)自由载流子的吸收；(7)H2O的吸收等。计算上述因素对Q值产生的影响，发现其中影响最大的是(3)和(4)。并证实：即使出现3σ（标准误差）=3nm的微小变动，Q值也会减至100万左右。
因此，此次通过尝试探索耐变动的结构，并改进纳米尺寸的加工技术，得到了更锋锐的共振频谱。共振峰值的半宽度为0.7～0.9pm，低于1pm。此次的研究成果被刊登在了的英国科学杂志《Nature Photonics》的电子版2007年8月1日版上，题目为“Spontaneous-emission control by photonic crystals and nanocavities”。
[align=center][img]http://www.sic.ac.cn/UploadFile/200708/2007080084659653.jpg[/img][/align][align=center][font=Verdana]图1：此次开发的光学结晶纳米共振器 [/font]
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