Silikon mikrokürelerde fısıldayan galeri kiplerinin optik uyarım ile kontrolu

Geçtiğimiz yüzyılda silikon maddesi, yarı-iletken endüstrisi için temel bir malzeme haline gelmiş ve fotonik alanında da CMOS teknolojisi ile birlikte kullanılacağı ön görülmüştür. Geçtiğimiz yıllarda ise fısıldayan galeri kipleri (WGM) optik çınlaçları, optik filtreler, modülatörler, yükselticiler ve faz yöneticileri gibi birçok farklı fotonik uygulamasında yer bulmuştur. Buna göre, WGM çınlaçları CMOS teknolojisi ile birlikte kullanılarak tümleşik optik cihazların üretiminde yer alabilir. Bu tezde, 1427 nm dalga boyunda çalışan 500 µm yarı çaplı silikon WGM çınlaçlarının ürettiği WGM çınlamaları, 405 nm dalga boyunda çalışan bir pompa lazeri kullanılarak kırmızıya doğru kaydırılmıştır. Elde edilen WGM kırmızıya kaymaları, silikon kürelerdeki pompa lazerinin etkisi ile ortaya çıkan termo-optik etkiye (TOE) dayanmaktadır. Silikon küresel çınlaçların karakterize edilmesi amacıyla bir ölçüm düzeneği kurulmuş ve kip aralığı ∆λ = 0.23 nm ve kalite faktörü Q ≈ 60000 olan WGM kipleri gözlemlenmiştir. Bu adımdan sonra pompa-ölçüm deney düzeneğine geçilmiştir. Bu düzenekte, 405 nm dalga boyunda çalışan odaklanmamış sürekli dalga (CW) pompa uyarımı kullanılarak silikon küre WGM izgesinde 13.5 pm kırmızıya kayma ve odaklanmış pompa uyarımı ile 24.5 pm kırmızıya kayma gözlemlenmiştir. Ek olarak, pompa lazeri 8 Hz frekansında % 80 çevrim ile uyarım yaptığında WGM kiplerinde 40 pm'ye kadar WGM kayması da elde edilmiştir. Sonuçlara göre, silikon kürelerde WGM optik çınlamalarının yine optik yoluyla kontrol edilebileceği ortaya konulmuştur. Deney düzeneği ve analizlere göre silikon mikro kürelerin ultra hızlı optik anahtarlama alanında uygulama bulacağı öngörülmektedir.