（光学专业论文）亚波长直径氧化硅光波导的制备及其应用研究.pdf

1 j-1 p h d d i s s e r t a t i o ns u b m i t t e dt os h a n g h a ij i a ot o n gu n i v e r s i t y f a b i u c a n o na n da p p l i c a t i o n so f s u b 给v e l e n g t h d i a m 哐t e rs i l i c ao p t i c a l 7 = f 蜗厂e g u i d es a u t h o r ：l e is h i a d v i s o r ：p r o f x i a n f e n gc h e n s p e c i a l t y ：o p t i c s i n s t i t u t eo fo p t i c sa n dp h o t o n i c s s h a n g h a ij i a ot o n gu n i v e r s i t y j u n e ，2 0 0 9 上海交通大学 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意 学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文 被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或部分内 容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存 和汇编本学位论文。 保密口，在年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 不保密虹 ( 请在以上方框内打“ ) 学位论文作糍：湖指剥雠0 刎 眺佃垆7 月卢 魄稚7 月日 上海交通大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进 行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含 任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重 要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声 明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 、 、 一f 7 铲o 日期：砂即年1 月厂e l 上海交通大学学位论文答辩决议书 所在 姓名施雷学号 0 0 6 0 7 2 2 0 0 7 光学 学科 答辩答辩 指导教师陈险峰 2 0 0 9 _ 0 7 0 i 上海交通大学物理系 日期地点 论文题目亚波长直径氧化硅光波导的制备及其应用研究 投票表决结果： 箩r 厂 ( 同意票数实到委员数应到委员数)答辩结论：酯过口未通过 评语和决议： 施雷同学的博士论文主要研究了亚波长直径氧化硅光波导的制备及其应用，具有重要的学术意义和 应用前景。论文主要研究内容和创新点包括： 在制备方面，提出了一种新型的制备亚波长氧化硅光纤的技术，制备了较长、直径均匀具备高光学 质量的氧化硅微纳光纤。在应用研究方面，提出了将基于微纳光纤的环形谐振腔用于光学传感，灵敏度 可支 i tm r i u ，探测极限可达1 0 - s r i u 改变量：提出了一种新型的基于不对称纳米线耦合结构的可调谐 快慢光传输器件，该器件在尺寸、可实现的延迟、结构上较已有的慢光技术有很多独特的优势：提出了 一种新型的微腔结构，利用离子扩散技术在玻璃丝表面形成亚波长尺度的波导，然后利用微纳光纤的耦 合形成一个环形谐振腔，结果表明可实现良好的传感性能。 论文结构合理、条理清晰，具有创新性，表明施雷同学已掌握相关领域扎实的理论基础，已具备独 立开答辩委员会经投票一致通过施雷同学的论文答辩，建议授予理学博士学位。矽y 。 & 矽亡 以7 年7 月日 职务姓名职称单位 签名 l 主席曹俊诚研究员中科院上海微系统与信息技术研究所 彬圳 答 闭，舅溜辩 委员周常河研究员 中科院上海光机所 委 委员夏宇兴教授上海交通大学物理系 孩辎 员 会 委员 曹庄琪 教授上海交通大学物理系 雠 成 臻 j 员 委员盛政明教授上海交通大学物理系 弋、 签 ，、一 名 委员 委员 秘书 胡晓讲师 上海交通大学物理系 稍训 上海交通大学博二t 学位论文 亚波长直径氧化硅光波导的制备及其应用研究 摘要 由于微纳光子器件在尺寸和光学传输特性上的优势，使其在光通信、全光信号处理 和光学传感等方面具有很大的应用价值。近年来基于氧化硅光纤的亚波长尺度波导的出 现引起了研究者的极大关注。本文从制备和器件应用两方面研究了具有高光学质量的亚 ， 波长直径光波导作为低损耗光波导的应用前景。 在制备部分，我们的实验表明，在制备较长、直径均匀的亚波长直径氧化硅线的过 程中，维持一个不随氧化硅线直径动态变化并且具有稳定的高温加热区是非常关键的。 通过研究现有的拉锥技术，首次提出用条形电加热器来制备亚波长直径光纤，这种电加 热器拥有加热源清洁，无燃烧产物，升温速度快，加热腔体大且容易保持恒温等优势。 用这种新的制备方法我们成功制备出直径低至6 5 0 n m ，长达1 0 c m 量级，光学损耗在 o 1 d b c m 左右的亚微米直径光纤，并且制备的亚微米光纤两端留有锥形过渡区连接标 准单模光纤，这样可以方便的将激光耦合进入光纤。与普通的单模光纤比较，我们制备 的亚微米光纤在非线性光频率转换方面有突出的优势。 在应用研究部分，第一个工作是首次提出了将微纳光纤环形谐振腔用于光学传感并 计算和优化了相关参量。由于微纳米光纤有较大的瞬逝场在空气包层中传输，虽已有研 究报道将其用于光学传感，但将基于其的微环谐振腔用于光学传感却没有相关研究报 道。相比基于集成波导的微环谐振腔，基于微纤的环形谐振腔更易于制作及操纵，且可 以在垂直方向制作成多环谐振腔。当环境媒质折射率改变时，若输入光信号为宽带光源， 则谐振峰对应的波长值将会随之漂移；若输入光信号为单波长光源，则透射光功率将随 ”之改变。计算结果表明其灵敏度可以达1 1 t m r i u ，探测极限为1 0 5 r i u 改变量。并优 、化了影响灵敏度、探测极限、q 因子等指标的关键参量，对后续的相关实验有很大的实 上海交通大学博士学位论文 际指导意义。 第二个工作是提出了一种新型的、紧凑的、可调谐快慢光器件，且可实现较大的时 间延迟超前。基于超模理论，得出了耦合结构中超模的群折射率及群速度色散，结果表 明在相配匹配波长附近可以形成极大的色散。当将光从在独立波导传输转变到( 通过改 变光学纳米线间距使两根纳米线发生耦合) 在耦合结构中传输时，超模相对于独立纳米 波导的本征模式群折射率的差值可以实现快粕慢光传输，然后通过改变间距来实现时延 大小的调谐。同时通过数值计算研究了相关结构参量对于可得到的时延及色散的影响， 并发展了一个简化的解析模型，结果表明1 0 m m 长的器件对一个2 p s 的输入脉冲可以实 现1 5 9 p s 的延迟超前。对于已有的相关技术此器件有很多独特的优势。 第三个工作是提出了基于玻璃丝表面波导的环形谐振腔传感器。在玻璃丝表面通过 银离子扩散制作一层折射率高于玻璃丝芯层的波导，从而在玻璃丝截面上形成环形谐振 腔。通过拉锥光纤将工作光耦合到环形谐振腔中，用光谱仪在出射端测量谐振峰的变化 来得到玻璃丝周围环境折射率的变化。我们对这种传感器结构进行了数值模拟以及结构 参数的优化。理论计算得到的灵敏度最高为8 0 i l m 依i u ，探测极限为l f f 5r 1 u 量级。我 们所提出的基于玻璃丝表面波导的环形谐振腔传感器有两个优势。第一，灵敏度较高， 与现有其他光学传感器相当或更高；第二，在具有较高灵敏度的同时，相比于其他传感 器这种传感器结构制备十分简单，可使用较低的成本获得较好的传感效果。同时我们使 用直径为3 0 1 t m 的b k 7 玻璃丝进行了扩散表面波导的初步实验，通过玻璃丝截面s e m 和x r d 扫描，我们观察到了玻璃丝端面的银离子浓度分布，证明了表面波导的存在。 关键词：亚波长直径氧化硅光纤，环形谐振腔，不对称耦合器，快慢光传输，表面亚波 长光波导，光学传感。 上海交通大学博士学位论文 目录 第一章引言1 l l 研究背景l 1 2 研究进展l 1 3 研究内容2 参考文献3 第二章亚波长直径氧化硅光纤的光学传输性质及非线性效应1 0 2 1 传输基本模型一l o 2 2 光学传输性质。l l 2 3 亚波长光纤中受激拉曼散射及四波混频。2 6 参考文献3 3 第三章亚波长直径氧化硅光纤的制备及测试3 4 3 1 亚波长直径光纤的制备。3 4 3 2 应用设想3 9 3 3 亚波长直径光纤的光学形貌。4 l 3 4 亚波长直径光纤的光学损耗测量4 4 3 5 亚波长直径光纤中受激拉曼散射实验4 5 参考文献j 4 9 第四章微纳光纤环形谐振腔用于环境媒质折射率传感5 l 4 1 理论5 2 4 2 对于环境媒质折射率传感应用中微环谐振腔结构参量的优化5 4 4 3 对应一个极小的环境媒质折射率改变的传感模拟。5 9 4 4 结论。5 9 参考文献6 0 第五章不对称微纳米波导耦合结构用于可调谐的快慢光传输。6 2 5 1 器件原理。6 2 5 2 数值结果一6 6 5 3 脉冲时间延迟及展宽的理论描述。7 1 5 4 讨论和总结7 5 附录1 。7 5 附勇匙2 7 9 上海交通大学博士学位论文 参考文献8 l 第六章基于玻璃丝表面亚波长光波导的环形谐振腔传感器一8 6 6 1 光学折射率传感器件8 7 6 2 基于玻璃丝表面波导的环形谐振腔9 4 6 3 制备玻璃丝表面波导的初步实验1 0 7 参考文献1 0 9 第七章总结与展望。1 1 3 7 1 主要结论1 1 3 7 2 工作展望1 1 4 攻读博士学位期间发表的论文1 1 6 致谢1 1 7 上海交通大学博士学位论文 1 1 研究背景 第一章引言 大规模集成电路技术的成熟，使得信息技术得以高速发展，但随之而来的是集成电 路能实现的通信速度上限的固有限制，人们于是考虑用集成光子回路来解决这个问题。 与集成电路一样，集成光路的趋势依然是提高光学集成度 1 3 】。 亚波长尺度的光波导是集成光子回路的基本单元，目前微纳尺度的光波导主要有基 于刻蚀的s i l i c o n - o n - i n s u l a t o r ( s o d 波导、光子晶体波导、表面等离子体波导，基于自组 装等方法的聚合物或半导体纳米线波导等，但以上几种波导都不便于集成到现有的光纤 通信系统中。浙江大学童利民等在2 0 0 3 年首次制备出了基于氧化硅光纤的亚波长尺度 的低损耗光波导 4 】，因其新颖的光学特性【5 7 】，已经引起了广泛的研究兴趣【8 9 】。 1 2 研究进展 1 2 1 亚波长直径氧化硅光纤的制备方法进展 浙江大学童利民等首次演示了两步拉伸法制备氧化硅亚波长直径光纤，并且实现了 低损耗的光学传输【4 ，1 0 。1 l 】。首先，将常规氧化硅光纤用作亚波长直径光纤的预制棒， 在酒精灯上加热至熔融状态然后拉伸，可得到直径约数微米的光纤。再用宝石棒在酒精 灯上加热，作为热源，将之前得到的细光纤绕在宝石棒的顶端，用宝石棒传传导的热再 次熔融初步拉细的光纤，进一步拉伸可最终得到亚波长量级至纳米级的光纤。用这种方 法可以得到直径约5 0 h m 的微纳光纤，长度可达厘米量级。 此后，童利民等又提出了从块状玻璃材料中直接拉制亚波长直径光纤的方法 1 2 】。 首先用高温的宝石棒在熔融状态的块状玻璃材料中蘸取一些材料出来，并保持其熔融状 态，然后用另一个宝石棒接触此熔融状态的微量材料并快速拉伸，可在宝石棒短处得到 微纳量级的玻璃线。 以上方法相对来说制备较为便捷，但工艺上难以重复和精确控制，且得到的微纳光 上海交通大学博士学位论文 纤相对较短。南安普顿大学的q b r a m b i l l a 等人用改进了的光纤耦合器制备装置制备出 了超低损耗的微纳光纤 1 3 1 5 】。该装置的热源为毫米量级的氧气和异丁烷火焰，在制备 过程中火焰沿着光纤来回扫描，扫描范围约为数十毫米，这样在整个扫描范围内受热均 匀，有利于制备出直径均匀且较长的亚波长直径光纤。通过这种方法制备得到的直径约 为3 2 0 n m 的光纤，损耗可低至o 0 1 d b m m 。采用火焰刷的方法虽然可以得到直径均匀且 较长的微纳光纤，但容易造成光纤表面污染，而且气流需要精确控制，以保证火焰的温 度。由于火焰是在移动，空气扰动会有很大影响。 本文中，在综合考虑现有的制备方法优劣基础上我们提出了一种新型的制备技术 【1 6 】，利用电加热的条形热源形成均匀稳定的加热区域，避免了利用火焰作为热源的缺 陷，制备出了具备高光学质量的亚波长直径光纤。 1 2 2 亚波长直径氧化硅光纤的应用研究进展 由于亚波长直径氧化硅光纤的一些新颖特性，包括较强的光场约束、较大的瞬逝场、 独特的色散特性、较易操纵等，使得其在很多领域得以应用。主要包括： 非线性光学应用【1 7 】( 超连续谱产生1 1 8 - 2 3 ，光孤子效应脉冲压缩 2 4 】，三倍频产生 【2 5 9 ，基于亚波长直径光纤对于光场的强约束性及新颖的色散特性使其具备与常规光纤 极大不同的非线性光学性质； 光信号耦合器件 2 6 3 0 ，基于亚波长直径光纤较大的瞬逝场可为其他光学元件提供 光信号的耦合； 环形谐振腔【3 1 _ 4 l 】，基于亚波长直径光纤较大的瞬逝场及易操纵性可直接将其制作 成常规结构的单环谐振腔及垂直方向级联耦合的多环谐振腔； 激光器 4 2 4 4 】，基于掺杂光纤的微环谐振腔可制作有源器件； 耦合器 4 5 - 4 6 ，基于亚波长直径光纤较大的瞬逝场可直接制作成平行耦合结构； 滤波器r 4 7 5 0 ，基于亚波长光纤的独特模场特性可实现滤波特性； 干涉器件 5 1 5 2 ，基于亚波长直径光纤较大的瞬逝场可制作m - z 干涉仪等干涉器 件； 传感器 5 3 6 1 ，基于亚波长光纤较大的瞬逝场可直接用于光学传感； 调制器 6 2 6 3 ，基于对包覆在亚波长光纤表面的纳米磁流体的控制可制作光学调制 器： 原子捕陷与引导 6 4 - 6 7 1 ，基于亚波长光纤较大的瞬逝场来引导和捕陷原子； 2 上海交通大学博士学位论文 作。 光学操纵 6 8 - 6 9 1 ，基于亚波长光纤较大的瞬逝场来操纵微小颗粒； 全光信号处t 里 7 0 - 7 1 】； 色散制作等【7 2 】，基于亚波长光纤的色散特性构造新的多层波导结构来实现色散制 1 3 研究内容 我们在考虑了现有亚波长光纤制备方法的优劣基础上提出了新的制备方法，并提出 了一种新型结构的亚波长直径光波导，然后拓展了它们在光学传感和全光缓存( 快慢光 传输) 领域中的应用。 本文研究内容及创新性如下： 第一章主要介绍了本文工作的研究背景和研究进展。 第二章通过求解严格的本征方程，研究了亚波长直径光纤的基本光学传输特性，为 研究其应用提供了理论基础。 第三章详细介绍了由我们自己提出的用条形加热装置制备亚波长直径光纤的工艺过 程，制备出了较长且直径均匀、低损耗的亚波长直径光纤，并测试了其光学形貌及非线 性特性。 第四至六章为应用研究部分。 第四章介绍了基于微纳光纤的环形谐振腔结构在光学传感中的应用，我们首次提出 将其应用于光学传感，并计算和优化了相关结构参量，结果表明其可以实现较高的灵敏 度和较低的探测极限，其性能优于已有的基于亚波长光纤的传感器。 第五章介绍了微纳光波导组成不对称耦合结构用于实现可调谐的快慢光传输。我们 提出了一种新型的、紧凑的、可调谐的快慢光器件。数值计算了可实现的群折射率改变 量，并发展了一个有效的解析模型，结果表明可实现较大的时间延迟，在应用上相比已 有的技术存在很多独特的优势。 第六章介绍了基于玻璃丝表面亚波长光波导的环形谐振腔用于光学传感。我们提出 了一种新型结构的基于表面亚波长波导的微谐振腔。通过离子扩散技术在细玻璃丝表面 形成一个亚波长尺度的表面波导，然后通过拉锥光纤的耦合形成一个新型的微腔结构。 计算了其用于传感可实现的相关性能，并进行了初步实验。 第七章为本文内容的总结以及后续性研究工作的展望。 3 上海交通大学博士学位论文 参考文献 1 l a wm ，s i r b u l yd j ，j o h n s o nj c ，g o l d b e r g e rj ，s a y k a l l yi u ，y a n gp d ， n a n o r i b b o nw a v e g u i d e s f o rs u b w a v e l c n g t hp h o t o n i c si n t e g r a t i o n ，”s c i e n c e3 0 5 ( 5 6 8 8 ) ，1 2 6 9 1 2 7 3 ( 2 0 0 4 ) 2 b a r r e l e tc j ，g r c y t a ka b ，l i e b e rc m ， n a n o w i r ep h o t o n i cc i r c u i te l e m e n t s , n a n o l e t t e r s 4 ( 1 0 ) ，1 9 8 1 1 9 8 5 ( 2 0 0 4 ) 3 ek i r e h a i na n dl k i m e r l i n g , “ar o a d m a pf o rn a n o p h o t o n i c s ，”n a t u r ep h o t o n i c s1 ， 3 0 3 - 3 0 5 ( 2 0 0 7 ) 4 l m t o n g ，& r g a t t a s s ，j b a s h c o m ，s lh e ，j yl o u , m ys h c n , i m a x w e l l ，a n de m a z u r , s u b w a v e l e n g t h - d i a m e t e rs i l i c aw i r e sf o rl o w - l o s so p t i c a lw a v eg u i d i n g , ”n a t u r e4 2 6 ， 8 1 6 - 8 1 9 ( 2 0 0 3 ) 5 l t o n g ，j l o u ，a n de m a z u r , “s i n g l e - m o d eg u i d i n gp r o p e r t i e so fs u b w a v e l e n g t h - d i a m c t e rs i l i c a a n ds i l i c o nw i r ew a v e g u i d e s ，”o p t e x p r e s s1 2 ，1 0 2 5 - 1 0 3 5 ( 2 0 0 4 ) 6 f o s t e rm a ，m o l lk d ，g a e t aa l ，“o p t i m a lw a v e g u i d ed i m e n s i o n sf o rn o n l i n e a ri n t e r a c t i o n s ，” o p t i c se x p r e s s1 2 ( 1 3 ) ，2 8 8 0 - 2 8 8 7 ( 2 0 0 4 ) 7 s u m e t s k ym ，“h o wt h i nc a nam i e r o f i b e rb ea n ds t i l lg u i d el i g h t ? ”o p t i c sl e t t e r s 31 ( 7 ) ， 8 7 0 8 7 2 ( 2 0 0 6 ) 8 t o n gl m ，m a z u re ， g l a s sn a n o f i b e r sf o rm i c r o a n dn a n o - s c a l ep h o t o n i cd e v i c e s ，”j o u r n a l o fn o n - c r y s t a l l i n es o l i d s3 5 4 ( 1 2 1 3 ) ，1 2 4 0 - 1 2 4 4 ( 2 0 0 8 ) 9 g i l b e r t ob r a m b i l l a ，f e ix u ，p e t e rh o r a k , v o n g m i nj u n g ，f u m i h i t ok o i z u m i ，n e i lp s e s s i o n s ， e l e n ak o u k h a r e n k o ，x i a nf e n g ，g a n a p a t h ys m u r u g a n ，j a m e ss w i l k i n s o n , a n dd a v i dj r i c h a r d s o n , o p t i c a lf i b e rn a n o w i r e sa n dm i c r o w i r e s ：f a b r i c a t i o na n da p p l i c a t i o n s ， a d v a n c e si n o p t i c sa n dp h o t o n i c sl ( 1 ) ，1 0 7 1 6 1 ( 2 0 0 9 ) 1 0 l t o n g ，j l o u ，g a t t a s s ，s h e ，x c h e n ，l l i u ，a n de m a z u r , a s s e m b l yo f s i l i c an a n o w i r e s o ns i l i c aa e r o g e l sf o rm i c r o p h o t o n i cd e v i c e s ，”n a n ol e t t 5 ，2 5 9 - 2 6 2 ( 2 0 0 5 ) 11 l t o n g ，j l o u ，z y e ，gt s v a c h a ，a n de m a z u r , “s e l f - m o d u l a t e dt a p e rd r a w i n go fs i l i c a n a n o w i r e s ，”n a n o t e c l m o l o g y1 6 ，1 4 4 5 1 4 4 8 ( 2 0 0 5 ) 1 2 l t o n g ，l h u ，j z h a n g ，j q i u ，q y a n g ，j l o u ，ys h e n ，j h c ，a n dz y e ， p h o t o n i cn a n o w i r e s d i r e c t l yd r a w nf r o mb u l kg l a s s e s ，”o p t e x p r e s s1 4 ，8 2 - 8 7 ( 2 0 0 6 ) 1 3 gb r a m b i l l a ，vf i n a z z i ，a n dd j r i c h a r d s o n ， u l t r a - l o w - l o s so p t i c a lf i b e rn a n o t a p e r s ，”o p t 4 上海交通大学博士学位论文 e x p r 螂1 2 ，2 2 5 8 2 2 6 3 ( 2 0 0 4 ) 1 4 gb r a m b i l l a , ek o i z u m i ，x f e n g ，a n dd j r i c h a r d s o n , c o m p o u n d - g l a s so p t i c a ln a n o w i r e s ，” e l e c t r o n l e t t 4 1 ，4 0 0 - 4 0 2 ( 2 0 0 5 ) 15 gb r a m b i l l a ，ex u ，a n d ) ( f e n g ，“f a b r i c a t i o no fo p t i c a lf i b r en a n o w i r e sa n dt h e i ro p t i c a la n d m e c h a n i c a lc h a r a c t e r i z a t i o n , ”e l e c t r o n l e t t 4 2 ，5 1 7 - 5 1 8 ( 2 0 0 6 ) 1 6 鼬l ，c h e nx f , l i uf i j ，c h y p ，y ez q ，l i a ow j ，a n d ) ( i ay x , f a b r i c a t i o no f s u b m i c r o n - d i a m e t e rs i l i c af i b e r s u s i n g e l e c t r i c s t r i p h e a t e r , ”o p t i c s e i 也s s 1 4 ( 1 2 ) ，5 0 5 5 - 5 0 6 0 ( 2 0 0 6 ) 17 f o s t e rm a , t u r n e ra c ，l i p s o nm ，g a c t aa l ， n o n l i n e a ro p t i c si np h o t o n i cn a n o w i r e s ，”o p t i c s e r e s s1 6 ( 2 ) ，1 3 0 0 - 1 3 2 0 ( 2 0 0 8 ) 18 s gl e o n s a v a l ，t a b i r k s ，w ：j w a d s w o r t h ，p s t j r u s s e l l ，a n dm w ：m a s o n , “s u p e r c o n t i n u u mg e n e r a t i o ni ns u b m i c r o nf i b r ew a v e g u i d e s ，”o p t e x p r e s s1 2 ，2 8 6 4 - 2 8 6 9 ( 2 0 0 4 ) 1 9 m 八f o s t e r , j m d u d l e y , b 1 ( i b l q c a o ，d k ，t r e b i n o ，a n da lg a e t a , n o n l i n e a r p u l s ep r o p a g a t i o na n ds u p e r c o n t i n u u mg e n e r a t i o n i np h o t o n i cn a n o w i r e s ：e x p e r i m e n ta n d s i m u l a t i o n ，”a p p l p h y s b81 ，3 6 3 - 3 6 7 ( 2 0 0 5 ) 2 0 gb r a m b i l l a ，ek o i z u m i ，vf i n a z z i ，a n dd j r i c h a r d s o n ，“s u p e r c o n t i n u u mg e n e r a t i o ni n t a p e r e db i s m u t hs i l i c a t ef i b r e s ，”e l e c t r o n i e t t 4 1 ，7 9 5 - 7 9 7 ( 2 0 0 5 ) 2 1 gb r a m b i l l a ，j m i l l s ，vf i n a z z i ，a n dek o i z u m i ，“l o n g - w a v e l e n g t hs u p e r c o n t i n u u mg e n e r a t i o n i nb i s m u t h s i l i c a t ef i b r e s ，”e l e c t r o n l e t t 4 2 ，5 7 4 - 5 7 5 ( 2 0 0 6 ) 2 2 g a t t a s sr r , s v a c h ag t ，t o n gu 讧，m a z u re ，“s u p e r c o n t i n u u mg e n e r a t i o ni ns u b m i e r o m e t e r d i a m e t e rs i l i c af i b e r s ，”o 】叮i c se r e s s2 0 ( 1 4 ) ，9 4 0 8 9 4 1 4 ( 2 0 0 6 ) 2 3 d y c o m , e c m a g i ，m e l a m o n t , m a er o e l e n s ，l f u ，a n db j e g g l c t o n , l o w - t h r e s h o l ds u p e r c o n t i n u u mg e n e r a t i o ni nh i g h l yn o n l i n e a rc h a l c o g e n i d en a n o w i r e s ，”o p t l e t t 3 3 ，6 6 0 - 6 6 2 ( 2 0 0 8 ) 2 4 m f o s t e r , a g a e t a ，q c a o ，a n d t r e b i n o ，“s o l i t o n - e f f e c tc 0 m p r e s s i o no fs u p e r c o n t i n u u mt o f e w - c y c l ed u r a t i o n si np h o t o n i cn a n o w i r e s , o p t e x p r e s s13 ，6 8 4 8 - 6 8 5 5 ( 2 0 0 5 ) 2 5 c 删b s k yv ，f c i n b e r gj ，“p h a s e - m a t c h e dt h i r d - h a r m o n i cu vg e n e r a t i o nu s i n gl o w - o r d e rm o d e si n ag l a s sm i c r o - f i b e r , ”o p l l c sc o m m i 肘i c a t i o n s2 7 4 ( 2 ) ，4 4 7 4 5 0 ( 2 0 0 7 ) 2 6 z h a n gz y , q i um ，a n d e r s s o nu ，t o n gl m ，“s u b w a v e l e n g t h - d i a m e t c rs i l i c a w i r ef o rl i g h t i n - c o u p l i n gt os i l i c o n - b a s e dw a v e g u i d e , ”c h i n e s eo p t i c sl e t t e r s5 ( 1 0 ) ，5 7 7 - 5 7 9 ( 2 0 0 7 ) 2 7 c g r i l l e t ，c m o n a t ，c l s m i t h , b j e g g l e t o n , d j m o s s ，s f r t d t r i c k , d d a l a c u , pj p o o l e , 5 上海交通大学博上学位论文 j l a p o i n t e ，ga e r s ，a n d1 llw i l l i a m s ， n a n o w i r ec o u p l i n gt op h o t o n i cc r y s t a ln a n o c a v i t i e sf o r s i n g l ep h o t o ns o u r c e 8 ，”o p t e x p r e s s1 5 ，1 2 6 7 - 1 2 7 6 ( 2 0 0 7 ) 2 8 c g r i l l e t ，c s m i t h ，d f r e e m a n ，s m a d d e n ，b l u t h e r - d a v i e s ，e m a g i ，d m o s s ，a n db e g g l e t o n ， e f f i c i e n tc o u p l i n gt oc h a l c o g e n i d eg l a s sp h o t o n i cc r y s t a lw a v e g u i d e sv i as i l i c ao p t i c a l f i b e rn a n o w i r c s ，”o p t e x p r e s s1 4 ，1 0 7 0 1 0 7 8 ( 2 0 0 6 ) 2 9 c h r i s t i a ng r i l l e t ，s h un i n gb i a n , e r i cc m a g i ，a n db e n j a m i nj e g g l c t o n , ”f i b e rt a p e rc o u p l i n g t oc h a l c o g e n i d em i c r o s p h e r em o d e s ”a p p l p h y 3 l e u 9 2 ，1711 0 9 ( 2 0 0 8 ) 3 0 m c a i ，o p a i n t e r , a n dkj v a h a l g o b s e r v a t i o no fc r i t i c a lc o u p l i n gi naf i b e rt a p e rt oa s i l i c a - m i c r o s p h e r ew h i s p e r i n g - g a l l e r ym o d es y s t e m , ”p h y s r v v l v t t 8 5 ，7 4 7 7 ( 2 0 0 0 ) 31 m s u m c t s k y , “o p t i c a lf i b e rm i c r o c o i lr e s o n a t o r , ”o p t e x p r e s s12 ，2 3 0 3 - 2 316 ( 2 0 0 4 ) 3 2 m s u m c t s k y , yd u l a s h k o ，j m f i n i ，a n da h a l e ， o p t i c a lm i c r o f i b 盯l o o pr e s o n a t o r , ”a p p l p h y s 1 2 t t 8 6 ，1 6 11 0 8 ( 2 0 0 5 ) 3 3 m s u m e t s k y , yd u l a s h k o ，j m f i n i ，a h a l e , a n dd j d i g i o v a n n i ，w r h em i c r o f i b e rl o o p r e s o n a t o r t h e o r y , e x p e r i m e n t ，a n da p p l i c a t i o n ，”j l i g h t w a v et c c h n 0 1 2 4 ，2 4 2 - 2 5 0 ( 2 0 0 6 ) 3 4 x j i a n g ，l t o n g ，gv i e n n e , x g u o ，a t s a o ，q y a n g ，a n dd y a n g , d e m o n s t r a t i o no fo p t i c a l m i c r o f i b e rk n o tr e s o n a t o r s , a p p l p h y s l e t t 8 8 ，2 2 3 5 0 1 ( 2 0 0 6 ) 3 5 ex u ，p h o r a k , a n dg b r a m b i l l a ，“c o n i c a la n db i c o n i c a lu l t r a - h i g h - qo p t i c a l - f i b e rn a n o w i r e m i c r o c o i lr e s o n a t o r , ”a p p l o p t 4 6 ，5 7 0 - 5 7 3 ( 2 0 0 7 ) 3 6 ex u ，p h o r a k , a n dg b r a m b i l l a ，“o p t h m i z o dd e s i g no f m i c r o c o i lr e s o n a t o r s ，”j l i g h t w a v e t e c l m 0 1 2 5 ，1 5 6 1 - 1 5 6 7 ( 2 0 0 7 ) 3 7 ex ua n dg b r a m b i l l a ，“e m b e d d i n go p t i c a lm i c r o f i b e rc o i lr e s o n a t o r si nt e f l o n , ”o p t l e t t 3 2 ， 2 1 6 4 - 2 1 6 6 ( 2 0 0 7 ) 3 8 ex ua n dgb r a m b i l l a , “m a n u f a c t u r eo f3 dm i c r o f i b e rc o i lr e s o n a t o r s ，”i e e ep h o t o n t c c h n o l l c t t 1 9 ，1 4 81 1 4 8 3 ( 2 0 0 7 ) 3 9 gv i e n n e , yl i ，lt o n g ，a n deg - r e l u ， o b s e r v a t i o no fan o n l i n e a rm i c r o f i b e rr c s o n a t o ”o p t l c t t 3 3 ，l5 0 0 - l5 0 2 ( 2 0 0 8 ) 4 0 n gb r