High q-factor optical resonances in the elastic scattering from silicon microspheres

Mikroçınlaçlar, doğrusal, doğrusal olmayan ve kuantum optik alanındaki eşsiz uygulamaları ile dikkat çekmektedirler. Küçük boyutları ve yüksek kalitedeki yapı tabanlı çınlamaları bu çınlaçların en önemli özellikleridir. Bu özellikler sayesinde çınlaçlar fotonları uzun süreler yerelleştirirler. Işık bu çınlaçlar içersinde tam geri yansıma ile iç yüzeyde yerelleşir. Bu çalışmada kırılma katsayısı 3.5 olan 50 micrometer yarıçapındaki silisyum mikroyuvarlar için esnek saçılma izgeleri 90o ve 0o de 1200 nm dalgaboyunda hesaplanmıştır. Yapı tabanlı kipler arasındaki mesafe 1.76 nm olarak hesaplanmıştır. Bu kiplerin çizgi genişliği 0.02 nm olarak bulunmuştur. Bu değerler ile kiplerin kalite faktörü 1E+05 olarak bulunmuştur. Deneysel olarak, yüksek kalite faktörlü çınlamalar, esnek saçılma izgesinde 3.48 kırılma katsayısına sahip, 500 micrometer yarıçapındaki silisyum mikroyuvarlar için gözlemlenmiştir. Yapı tabanlı kipler arasındaki mesafe 0.27 nm olarak hesaplanmıştır. Bu kiplerin çizgi genişliği yaklaşık 1E-04 nm olarak gözlemlenmiştir. Bu değerler ile kiplerin kalite faktörü 106 olarak bulunmuştur. Sonuç olarak, silisyum mikroyuvarlar doğrusal, doğrusal olmayan ve kuantum optik uygulamalarına ek olarak çınlaç zenginleştirilmiş optoelektronik aygıtlar olarak yakın kızılaltı dalgaboylarında kullanılabillir.