Whoscored中文官网 | 编译自 Photonics Media
哈佛大学工程与应用科学学院（SEAS）Federico Capasso实验室的研究人员开发了一种超模光学谐振器。该技术可应用于电信、激光技术和光纤等领域。
Capasso说："这是一个进步，它从根本上改变了谐振器的设计，通过使用反射器，在光来回反弹时将其从一种模式转换为另一种模式"。Capasso是SEAS的罗伯特-华莱士应用物理学教授和文顿-海斯电子工程高级研究员。
光学谐振器是众多技术中的一个关键组成部分。该研究论文的第一作者、SEAS的客座教授、布鲁塞尔Vrije大学数学和物理学助理教授Vincent Ginis说，光学谐振器由两个反射器组成，它们来回反弹光线，例如在激光器中集中光线，或者在光纤和电信等领域过滤掉光线的频率。
级联模式谐振器的可视化图片，通过在每次反射时将光以不同的模式反射回来，从而产生超模式谐振。来源：哈佛SEAS的Capasso实验室
到目前为止，谐振器和其内部的两个反射镜可以控制光的强度和频率，但还不能控制光的模式，后者决定了光子在空间和时间中流动的形状和方式。
据Ginis说，研究小组的目标是在一个谐振器内实现多模耦合光，这是传统谐振器不可能做到的，目的是规避众所周知的谐振器的设计取舍。
Ginis告诉我们："级联模式谐振器是对传统法Fabry-Pérot谐振器的一种改进，因为它们允许创建 '超级模式'，即把不同的横向波导模式耦合在一起的纵向模式。虽然Fabry-Pérot谐振器可以控制光的强度和频率，但它们不能控制光的横向模式，而横向模式决定了光传播的横向形状。"
人们通常认为光是以光束或直线移动的，但光束也能够以其他模式传播，如螺旋形。据研究人员称，Capasso团队开发的谐振器是第一个让科学家精确控制光的模式的设备。更重要的是，该装置使多模式耦合的光在谐振器内存在。这是通过在谐振器两端安装的反射器表面上蚀刻一种新型的图案来实现的。
"我们意识到，我们可以在一个集成的光子学平台上测试我们新颖的谐振器概念，并选择了绝缘体上的硅，这被许多科学家和公司用于传感或通信等应用"，Capasso小组的研究助理和EPFL电子和微工程研究所的微工程助理教授Cristina Benea-Chelmus说，并且他带头进行了这项工作的实验部分。
尺寸约为300至600纳米的蚀刻，使研究小组能够控制谐振器内的光束形状。在谐振器的两端使用不同图案的反射器，使其有能力在光移动时改变它的形状。
Ginis说："这一突破对于提高可以用光传输的信息的带宽，和为研究人员打开新的自由度来操纵谐振器内的光具有重大潜力。“
哈佛大学技术发展办公室已经保护了Capasso实验室的光学谐振器创新所产生的知识产权。它还在探索商业化的机会。
据Ginis说，要找到该技术的应用，必须采取几个步骤。首先，需要进行更多的研究和开发，以优化谐振器的设计和性能，并探索潜在的新应用。
Ginis说："这可能涉及对不同材料和蚀刻技术的进一步实验，以及对谐振器的特性和能力的更深入研究。
他补充说，除了光学谐振器之外，级联模式谐振器的概念还可以应用于其他电磁谐振器。他说："谐振器的设计是基于使用反射器将光从一种模式转换为另一种模式，因为它来回反弹，这有可能被应用于其他类型的电磁辐射。“
Ginis说，如果成功，这种努力可能对包括无线通信、雷达系统和其他电磁感应技术在内的应用产生重大影响。然而，还需要更多的研发来确定将级联模式谐振器应用于其他类型的电磁辐射的可行性和潜在好处。
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