环形谐振器

环形谐振器被允许输出耦合和一些输入的光，形成至少一个闭环波导指的集合。环形谐振器后面的概念与耳语走廊后面的概念相同。声音和声音之间是有区别的，但是全反射和干涉的背景保持不变。当具有与谐振波长相同波长的光进入环路时，由于许多匝的相长干涉，光以增加的强度输出。由于只有一些波长在环路中谐振，因此环形谐振器也可以用作滤波器。另外，可以通过耦合多个输入和输出来配置分插滤光器。

由于称为全反射的几何光学现象，通过环形谐振器的波导传播的光保留在波导中。全反射是一种光学现象，其中，当光线进入介质的边界时，没有任何光折射并离开介质。如果外部介质的折射率小于内部介质的折射率，并且光束的入射角（与边界表面的法线形成的角度）大于临界角，则会发生全反射，并且光会发射出边界表面。永远不会去。为了使环形谐振器工作良好，必须满足全反射条件，并且波导中的光永不熄灭。

干扰是一种现象，其中两个波彼此重叠，从而导致振幅变大或变小。干涉通常是指彼此相关的相干光之间的相互作用。当两个波在同一相位上相互干扰时，会产生加剧的干扰，在这种情况下，生成的波的振幅是原始波的振幅之和。由于环形谐振器在环形元件中具有多个光路，因此发生与残留在环路中的其他光的干涉。在这种情况下，假设没有由于光吸收，近场光，不完全耦合等引起的损耗，并且满足了谐振条件，则从环形谐振器输出的光的强度就是施加到系统的光的强度。等于力量。

用于理解环形谐振器的操作的必不可少的概念是线性波导与环形波导之间的光耦合。当光通过波导时，一些光与环形谐振器耦合。这种现象的原因是光的波特性。此外，如果从几何角度考虑，则可以认为其起源于传输效果。即，当环形谐振器和波导足够接近时，波导中的光透射到环形谐振器。这是影响光耦合的三个方面。距离和耦合长度，波导与环形谐振器之间的折射率。为了优化耦合，波导和环形谐振器之间的距离通常很小。距离越小，越容易发生光耦合。另外，耦合长度也影响光耦合。耦合长度表示引起与环形谐振器的波导耦合的现象的弯曲部分的长度。研究表明，光耦合所需的困难将随着耦合长度的增加而增加。此外，耦合受到波导和环形谐振器之间的材料的折射率的影响。它们之间的材料对透射光有很大的影响，因此是重要的研究课题。根据目的，该材料的折射率可以大也可以小。

与光耦合有关的另一个特征是临界耦合。当发生临界耦合时，所有光都将传输到环形谐振器，并且光不会保留在波导中。光被存储在环形谐振器中并被衰减。引导而不波导完全透明的光从输入到输出，如果所有与环形谐振器被耦合，作为无损耦合（图在本节对应的开始到它）。

根据环形谐振器的性质和作为仅允许特定波长的光通过的“滤光片”的行为，可以通过串联连接多个环来构造高阶光学滤光片。这使得可以配置“小尺寸，低损耗并且可以合并到（现有）光网络中”的滤光器。另外，可以通过简单地增大或减小环的半径来改变谐振频率，并且也可以考虑滤波器调谐的可能性。此基本属性可用于构造某些类型的机械传感器。当对光纤施加一些机械应力时，光纤的形状改变，因此谐振条件也改变。这可以用来xxx光纤和波导形状的变化。也可以通过各种方法（例如电光或全光效应）改变折射率来执行调整。电光和全光调谐比热调谐和机械调谐快，并且在光通信等各个领域都有应用。具有高Q值的微环，在调制功率显著小，如果保健费用到输入光学调谐的光调制器> 5 0  Gbps的已报道为能够高速调制的。法布里-珀罗激光谐振器通过在天线内部安装环形调制器，可以实现与激光频率的自动匹配，因此无需调谐功率，并且使用Si微环形调制器可以进行高速和超低功率调制。

环形，圆柱形和球形谐振器在生物传感领域被证明是有用的。在生物传感领域中使用环形谐振器的主要优点之一是，从背景获得所需光谱结果所需的样品量，包括拉曼光谱和来自溶剂及其他杂质的荧光信号。关键是它可以xxx减少。此外，谐振器已应用于各种吸收光谱特性分析，尤其是气相中的化学识别。

环形谐振器的另一个潜在应用是回音壁式模式开关。“耳语走廊”微盘激光器在切换时稳定可靠，使其适合用作全光网络的切换元件。已经提出了通过使用高Q圆柱形谐振器的全光开关来以低功耗执行高速二进制开关。

具有很高Q值的三维环形谐振器的开发引起了许多研究人员的兴趣。这些由介电球构成，也称为微球谐振器，并已被提议用作谐振器QED研究的低损耗光学谐振器，它使用激光冷却的原子或超灵敏检测器来检测单个陷阱原子。

环形谐振器已被证明是用于量子信息实验的单光子源有用。如果光强度足够高，则环形谐振器电路的许多构成材料表现出非线性响应。通过非线性四波混频（英国）和自发参量下转换（英国）的频率调制处理用的光子对的产生，诸如是可能的。环形谐振器通过回流光来放大这些过程的效率。