鹿利单 祝连庆 曾周末‡ 崔一平 张东亮 袁配

1) (天津大学,精密测试技术及仪器国家重点实验室,天津 300072)

2) (北京信息科技大学,光电测试技术及仪器教育部重点实验室,北京 100192)

3) (东南大学,先进光子学中心,南京 210096)

硅基光子技术的发展为新型微纳光学功能器件和片上系统提供了高可靠、高精度的实现手段.采用硅基光子技术构建的具有连续(准连续)模式微腔与离散模式的微腔耦合产生的Fano 共振现象得到了广泛关注.Fano 共振光谱在共振波长附近具有不对称且尖锐的谐振峰,传输光的强度在共振波长附近从0 突变为1,该机制可显著提高硅基光开关、探测器、传感器,以及光非互易性全光信号处理的性能.本综述分析了Fano 共振的一般数学表述,总结了当前硅基光子微腔耦合产生Fano 共振的理论模型研究现状,讨论了不同类型硅光器件实现Fano 共振的方法,比较各种方案优劣及适用场合,梳理了Fano 共振在全光信号处理方面的应用研究情况.最后探讨存在的一些问题及未来可能的相关研究方向.

1 引 言

Fano 共振现象可追溯到1935 年,柏林大学的Beutler 观察到的稀有气体的吸收光谱具有不对称性,罗马物理学家Fermi 建议其学生Fano 研究这一现象的光谱特性[1].Fano 首次通过理论解释这种现象,指出Beutler 观察到的光谱是由自电离过程中的量子干涉产生的.简单地来说就是在稀有气体原子中,外界能量使多个电子跃迁到激发态,且激发态处于第一电离能以上,处于离散态与连续态……