(47-2) 03 * << * >> * Русский * English * Содержание * Все выпуски

Высокодобротные резонансы Фано в изогнутом волноводном резонаторе с зеркалами с пространственно неоднородным коэффициентом отражения
А.В. Дышлюк 1,2,3, О.Б. Витрик 1,2

1 ИАПУ ДВО РАН, 690041, Россия, г. Владивосток, ул. Радио, д. 5;
2 Дальневосточный федеральный университет, 690091, Россия, г. Владивосток, ул. Суханова, д. 8;
3 Владивостокский государственный университет экономики и сервиса,
690014, Россия, г. Владивосток, ул. Гоголя, д. 41

 PDF, 2145 kB

DOI: 10.18287/2412-6179-CO-1183

Страницы: 215-223.

Аннотация:
Продемонстрированы высокодобротные резонансы Фано, а также эффекты, подобные электромагнитно-индуцированной прозрачности, возникающие в изогнутом волноводном резонаторе Фабри–Перо с зеркалами с переменным коэффициентом отражения. Показано, что данные эффекты возникают в результате связи фундаментальной моды сердцевины изогнутого световода с оболочечными модами шепчущей галереи. Исследовано влияние основных геометрических параметров резонатора на особенности в его спектрах отражения и пропускания. Полученные результаты могут найти применение при создании новых функциональных элементов фотоники на основе изогнутых волноводов, в частности, высокочувствительных портативных рефрактометров для био- и хемосенсорных систем, а также оптических датчиков механических воздействий.

Ключевые слова:
резонансы Фано, электромагнитноиндуцированная прозрачность, изогнутый световод, мода шепчущей галереи, оптическая рефрактометрия.

Благодарности
Работа поддержана грантом РФФИ №20-02-00556А.

Цитирование:
Дышлюк, А.В. Высокодобротные резонансы Фано в изогнутом волноводном резонаторе с зеркалами с пространственно неоднородным коэффициентом отражения / А.В. Дышлюк, О.Б. Витрик // Компьютерная оптика. – 2023. – Т. 47, № 2. – С. 215-223. – DOI: 10.18287/2412-6179-CO-1183.

Citation:
Dyshlyuk AV, Vitrik OB. High-Q tunable Fano resonances in the curved waveguide resonator with mirrors with spatially variable reflectivity. Computer Optics 2023; 47(2): 215-223. DOI: 10.18287/2412-6179-CO-1183.

References:
  1. Fano U. Effects of configuration interaction on intensities and phase shifts. Phys Rev 1961; 124(6): 1866.
  2. Limonov MF, et al. Fano resonances in photonics. Nat Photon 2017; 11(9): 543-554.
  3. Garrido Alzar CL, Martinez MAG, Nussenzveig P. Classical analog of electromagnetically induced transparency. Am J Phys 2002; 70(1): 37-41.
  4. Fan S, Suh W, Joannopoulos JD. Temporal coupled-mode theory for the Fano resonance in optical resonators. J Opt Soc Am A 2003; 20(3): 569-572.
  5. Wang F, et al. Fano-resonance-based Mach-Zehnder optical switch employing dual-bus coupled ring resonator as two-beam interferometer. Opt Express 2009; 17(9): 7708-7716.
  6. Luk'yanchuk B, et al. The Fano resonance in plasmonic nanostructures and metamaterials. Nat Mater 2010; 9(9): 707.
  7. Chong KE, et al. Observation of Fano resonances in all-dielectric nanoparticle oligomers. Small 2014; 10(10): 1985-1990.
  8. Kuznetsov AI, et al. Optically resonant dielectric nanostructures. Science 2016; 354(6314): aag2472.
  9. Miroshnichenko AE, Flach S, Kivshar YS. Fano resonances in nanoscale structures. Rev Mod Phys 2010; 82(3): 2257.
  10. Rahmani M, Luk'yanchuk B, Hong M. Fano resonance in novel plasmonic nanostructures. Laser Photonics Rev 2013; 7(3): 329-349.
  11. Yu Y, et al. Demonstration of a self-pulsing photonic crystal Fano laser. Nat Photon 2017; 11(2): 81.
  12. Lu H, et al. Plasmonic nanosensor based on Fano resonance in waveguide-coupled resonators. Opt Lett 2012; 37(18): 3780-3782.
  13. Zhang S, et al. Substrate-induced Fano resonances of a plasmonic nanocube: a route to increased-sensitivity localized surface plasmon resonance sensors revealed. Nano Lett 2011; 11(4): 1657-1663.
  14. Cetin AE, Altug H. Fano resonant ring/disk plasmonic nanocavities on conducting substrates for advanced biosensing. ACS Nano 2012; 6(11): 9989-9995.
  15. Wu C, et al. Fano-resonant asymmetric metamaterials for ultrasensitive spectroscopy and identification of molecular monolayers. Nat Mater 2012; 11(1): 69.
  16. Singh R, et al. Ultrasensitive terahertz sensing with high-Q Fano resonances in metasurfaces. Appl Phys Lett 2014; 105(17): 171101.
  17. Dyshlyuk AV. Tunable Fano-like resonances in a bent single-mode waveguide-based Fabry–Perot resonator. Opt Lett 2019; 44(2): 231-234.
  18. Dyshlyuk AV, Eryusheva UA, Vitrik OB. Tunable Autler-Townes-like resonance splitting in a bent fiber-optic Fabry-Perot resonator: 3D modeling and experimental verification. J Lightw Technol 2020; 38(24): 6918-6923.
  19. Novotny L. Strong coupling, energy splitting, and level crossings: A classical perspective. Am J Phys 2010; 78(11): 1199-1202.
  20. Snyder AW, Love J. Optical waveguide theory. Berlin: Springer Science & Business Media; 2012.
  21. Johnson PB, Christy RW. Optical constants of the noble metals. Phys Rev B 1972; 6(12): 4370.
  22. Dyshlyuk AV, et al. Numerical and experimental investigation of surface plasmon resonance excitation using whispering gallery modes in bent metal-clad single-mode optical fiber. J Lightw Technol 2017; 35(24): 5425-5431.
  23. Wang P, et al. Macrobending single-mode fiber-based refractometer. Appl Opt 2009; 48(31): 6044-6049.
  24. Wang P, et al. A macrobending singlemode fiber refractive index sensor for low refractive index liquids. Photonics Lett Pol 2010; 2(2): 67-69.
  25. Kulchin YN, Vitrik OB, Gurbatov SO. Effect of small variations in the refractive index of the ambient medium on the spectrum of a bent fibre-optic Fabry–Perot interferometer. Quantum Electron 2011; 41(9): 821.
  26. Homola J. Surface plasmon resonance based sensors. Berlin, Heidelberg: Springer; 2006.
  27. Svelto O, Hanna DC. Principles of lasers. New York: Plenum Press; 1998.

© 2009, IPSI RAS
Россия, 443001, Самара, ул. Молодогвардейская, 151; электронная почта: journal@computeroptics.ru; тел: +7 (846) 242-41-24 (ответственный секретарь), +7 (846) 332-56-22 (технический редактор), факс: +7 (846) 332-56-20