精密制造微气泡共振器中围岩模式的光谱与空间滤波
光学
2026-04-17 v1
摘要
与微球类似，薄壁微气泡共振器支持围岩模式(Whispering Gallery Modes, WGM)，具有超高 Q 因子和小有效模式体积。由于其空心结构，围岩模式可实现与封装材料的增强相互作用，并由于光模式的紧径向约束，导致谱模式密度降低。然而，高纵向模式密度仍会导致显著的模式混合和模间干扰，这会限制灵敏度测量，从而限制了传感器应用。为此，我们利用集中离子束(FIB)加工在微气泡表面制造几何滤波器。基于数值计算，我们首先设计并制造大型锥形图案，如圆形表面凹陷或孔洞，可有效滤波模式且最小化光散射损耗。通过添加浅狭缝图案，在实验中实现了局部横向模式约束和部分高 Q 因子恢复。使用多模精密设计的微气泡共振器，我们随后演示了无模式混合伪影的压力传感和宽范围 WGM 光谱调谐。这种精密工程方法有望实现更好的模式隔离、可调方向性辐射以及微气泡共振器器件中的超高灵敏度测量。
引用
@article{arxiv.2604.14822,
title = {Spectral and spatial filtering of whispering gallery modes in precision-engineered microbubble resonators},
author = {Ramgopal Madugani and Amal Jose and Christophe Pin and Metin Ozer and Martina Hentschel and Síle Nic Chormaic},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.14822},
year = {2026}
}
备注
10 pages, 6 figures