基于微波光子系统回音壁模式谐振器

回音壁模式谐振器是微型或毫米波半径^1,2,3,4磁盘或领域。 ，谐振器几乎是完美的形（纳米尺寸的表面粗糙度），激光可能会被困在它的本征模，通常被称为的回音壁模式下（WGMS）通过全内反射。他们的自由光谱范围（或联运频率）可以从GHz的太赫兹谐振器的半径取决于不同，而他们的品质因数 Q可以是非常高的^，从10月⁷日至10月¹¹日。由于其独特的属性，储存和放慢光线，WGM光学谐振器已用于执行许多光信号处理的任务^3：滤波，放大，时间拖延等 。随着制造技术的不断提高，其前所未有的品质因素使它们适合更苛刻的应用，计量或定量^6-13 UM基于应用。

在这些超高Q值谐振器，体积小，禁闭，光子密度高，光子寿命长的（比例为Q）诱发很强的光与物质的相互作用，这可能会激发各种WGMS通过各种非线性效应，如克尔，拉曼布里渊例如^14-19。在回音壁模式谐振器使用非线性现象提出了一个很有前途的超纯水微波和光波产生的范式转变。事实上，这个话题相交这么多领域的基础科学和技术是一个明确的指标，它具有极强的潜在影响广泛的学科。尤其是，航空航天以及通讯工程技术是目前需要特殊的连贯性，多功能微波和光波信号。 WGM技术超过现有或其他潜在的方法有几个优点：概念简单，Higher鲁棒性，较小的功耗，更长的使用寿命，抗干扰性，体积非常紧凑，频率的多功能性，易于芯片的集成度，以及强大的微波和光波技术的主流标准光子元件整合潜力。

在航天工程中，石英振荡器两个导航系统（飞机，卫星，宇宙飞船等 ）和检测系统（雷达，传感器等 ）作为主要的微波源占绝对主导地位。然而，它被一致认可的今天，石英振荡器的频率稳定性能达到地板，并不会显着提高了。在同一直线上，它们的频率是有限的，通用性，因此难以使超稳定的超过40 GHz的微波产生。微波光子振荡器的预期来克服这些限制。另一方面，在通信工程，微波光子IC振荡器预计也将在光通信网络的关键组成部分，在那里他们将执行以前所未有的效率光波/微波转换。他们还与光波技术的紧凑型全光学元件持续的趋势，这使超高速处理[上/下变频，（德）调制，放大，复用，混合等 ，而无需操纵大规模（然后，缓慢）的电子。这个概念的紧凑型光子光子控制电路中通过非线性介质光子旨在规避源于与有限的光电处理速度几乎无限的光带宽瓶颈。光通信系统也非常苛刻的超低相位噪声微波炉，以满足两个时钟（低相位噪声相当于低抖动）和带宽（比特率增加的时钟频率成比例）的要求。事实上，在高速COMMUNication网络，这种超稳定的振荡器用于多种用途（上/下变频的本地振荡器，网络同步，载波合成等 ）的基本的引用。

WGM谐振器中的非线性现象的研究打开新的视野，为其他的应用，如拉曼和布里渊激光器。更一般地，这些现象都可以被合并在从更宽的视野光学腔与波导中的非线性现象，它是一种结晶或硅光子卓有成效的范例。强有力的约束和很长的使用寿命光子进入圆环WGMS还提供了一个优异的测试台进行调查，凝聚态物理和量子物理的基本问题。比赛不断增加电磁信号的准确性，也有助于回答典型的物理问题，涉及到相对论（洛伦兹不变性测试），或一个基本物理常数的测量ND他们可能随时间的变化。

在这篇文章中，获得晶体的光学回音壁模式（WGM）谐振器所需的不同步骤的描述和他们的定性解释。协议还提出，获得高品质的锥形光纤需要夫妇到这些谐振器的激光。最后，这些谐振器在微波光子学领域，即超稳定产生微波，采用克尔梳子，一个旗舰应用程序介绍和讨论。

在第一部分中，我们详细的协议遵循，获得超高 Q WGM谐振器。我们的方法依赖于研磨和抛光的方法，这让人联想到用来打磨，比如镜头或望远镜反射镜的光学元件的标准技术。第二部分专门用于表征表面粗糙度。我们使用一种非接触式白光干涉轮廓仪测量表面ŗ从而导致表面散射引起的损失，从而降低Q因子性能oughness。此步骤是一个重要的实验测试，以评估质量的抛光。与制造有关的第三部分，以发射光在共振器中的纤维直径在微米范围的锥形二氧化硅。要达到这样的小直径，我们采用“刷牙火焰”技术，同时使用计算机控制的电机，除了拉光纤，喷灯加热纤维面积圆锥^20。在第四部分中，彼此接近的谐振器和锥形光纤的使用波长扫描激光的回音壁模式以可视化的共振信号。我们表明在第五部分，通过在共振器中的光功率增加，如何管理触发非线性现象，直到我们观察到克尔光学频率梳的形成，用频谱等距的谱线。由于电子以上mphasized，这些科尔梳光谱具有特殊的特点，是适合一些应用科学和技术^21-23。我们会考虑WGM谐振器最值得关注的应用之一通过展示多波长光信号，其联运是一个超稳定的微波频率。