All optical switching in silicon microspheres

Silisyum oldukça bol bulunan ve uygun optik özellikleri olan bir gereçtir. Silisyum kullanılarak elektronik devrimi gerçekleştirilmiş ve silisyum elektronik/fotonik araştırma alanı ortaya çıkmıştır. Silisyum, fotonik alanında optik çınlamalar için de kullanılmakta olup, Fabry-Pérot çınlaçları gibi birçok optik aygıtta yer almaktadır. Silisyum fotoniğinin gelişmesi ile 3 boyutlu optik çınlaçlar önem kazanmış ve mikroyuvarlar ana araştırma dallarından biri olmuştur. Bugünlerde, mikroyuvarlarda uyarılan optik çınlamalara fısıldayan geçit kipleri (FGK) denmektedir ve bu çınlamalar birçok fotonik uygulamasında yer bulmaktadır. Bu çalışmada, 1 mm çaplı ve kırılma katsayısı 3.48 olan silisyum mikroyuvarlarda FGK'leri çalışılmıştır. Optik çınlamalar, mikroyuvarların optik dalga kılavuzlarına bağlaşması ile elde edilmiştir. Bu çalışmada, FGK'lerin uyarılması için dalgaboyu 1472 nm olan sürekli dalga kızılaltı lazer kullanılmıştır. Ek olarak, 405 nm dalga boyunda çalışan bir Fabry-Pérot lazeri sayesinde 1472 nm'de gözlemlenen FGK'lerin yönetilmesi amaçlanmıştır. 405 nm lazer, uyarı lazeri olarak kullanılarak silisyum mikroyuvarların kırılma katsayıları üzerinde ısıl-optik etki yaratılmıştır. Uyarı lazer gücünün değişmesi ile yuvar kırılma katsayısı ΔN = 8.75x10‑4 ve yuvar sıcaklığı ΔT = 4.70 K miktarında değiştirilmiş ve bu yolla FGK'ler 0.37 nm kırmızıya kaydırılmıştır. Ek olarak, mikroyuvarlarda çınlayan ışık zaman boyutunda da incelenmiş ve uyarı lazeri yuvar kırılma katsayısını değiştirdikçe FGK'lerin zaman ekseninde de kaydırıldığı gözlemlenmiştir. Yapılan çalışma, ısıl optik etki ile optik açma-kapama yönetiminin olabilirliğini göstermiş ve optik yollarla FGK'lerin yönetilebileceğini ortaya koymuştur.