mikrokavitet

Mikrokavitet är en optisk resonator med mycket liten volym som fångar ljus och ökar ljus-materiainteraktionen. Genom att begränsa ljuset och förbättra återreflektion används mikrokaviteter inom fotonik, kvantteknik och sensorik. Vanliga konstruktioner är Fabry-Pérot-resonatorer där ljuset fångas mellan två speglar, ofta uppbyggda som högreflekterande Bragg-reflektorer (DBR). Andra viktiga typer är fotoniska kristallkaviteter med defektlägen som lokalt förtätar ljuset, ringkaviteter och plasmoniska nanokaviteter.

Viktiga parametrar är kvalitetsfaktorn Q, som beskriver hur länge ljuset stannar i kaviteten, och modalvolymen Vm, som anger hur mycket av rymden där ljuset är starkt koncentrerat. Livstiden τ och kavitetsförlusterna påverkar resonansens bredhet. Purcellfaktorn Fp ≈ (3/4π^2) (λ/n)^3 (Q/Vm) beskriver hur emissionen från en emitter i kaviteten förstärks. I vissa system uppstår stark koppling mellan ljuset och en emitter och bildar exciton-polaritoner i halvledarkaviteter; i andra fall är kopplingen svag och kaviteten används främst för förstärkning eller låglas-lasers.

Användningsområden inkluderar lågtröskel-lasers, singelfoton-källor för kvantinformation, optiska sensorer med hög känslighet och icke-linjära optiska effekter. Mikrokaviteter är centrala i utvecklingen av integrerade fotoniska system, och forskningen fokuserar på att öka Q, minska Vm och förbättra integrationen med andra kvantkomponenter.