回音壁模式微腔的传感与激光应用
【南洋理工大学沈平教授研究团队】


        在现代光学研究中,能够将光波限制在一个小体积范围内的方法具有重要的科研和应用价值。自从1961年Garrett发现光波可以在光学微腔中形成回音壁模式后,光学回音壁模式微腔的研究得到了科学界的广泛关注。光学回音壁模式微腔具有超高Q值、小模式体积以及强倏逝场等特性。近年来,科学家利用这些特性,分别研制出了用于探测纳米尺寸生物颗粒或化学离子的传感器、超高灵敏度折射率传感器、可调谐微型激光器、具有超窄线宽的微型激光器等器件。

 
回音壁模式示意图

       南洋理工大学沈平教授研究团队综述了回音壁模式微腔在传感与激光领域的应用。本综述首先介绍了回音壁模式微腔的关键参数和耦合条件,包括Q值在回音壁模式中的定义、回音壁模式不同的耦合方法、相位匹配条件、临界耦合条件等;然后基于制作工艺对回音壁模式微腔的几何形状进行了分类;本文总结并讨论了回音壁模式微腔在传感器及微型激光器领域的最新研究成果,包括基于回音壁模式微腔的生化传感器、折射率传感器、温度传感器、湿度传感器,以及超低激光阈值微型激光器、可调谐微型激光器、超窄线宽微型激光器;最后对回音壁模式微腔的未来研究趋势进行了展望。

研究团队简介
       南洋理工大学沈平教授研究团队主要致力于光通信、特种光纤和光纤器件的设计与应用以及光纤传感网络技术的研究。近年来,获得新加坡教育部、新加坡国防部、新加坡国家研究基金会及新加坡科技研究局的基金支持。沈平教授是国际光学工程学会(SPIE)会士及美国光学学会(OSA)会士,担任多个国际会议的主席、委员会成员或国际顾问,同时也是《光电工程》和Opto-Electronic Advances的编委,已发表900余篇国际学术文章,被引用次数超过7700次,拥有数百项专利。

相关论文 
Zheng Y, Wu Z F, Shum P P, Xu Z L, Keiser G et al. Sensing and lasing applications of whispering gallery mode microresonators. Opto-Electronic Advances 1, 180015 (2018)
DOI: 10.29026/oea.2018.180015