Diplomarbeit Sebastian Nickel

Kapitel 1. Theoretische Grundlagen
Abbildung 1.2: Übersicht der unterschiedlichen Mikroresonatoren. Die Spalten sind nach verschiedenen
Einschlusstechniken, die Reihen nach unterschiedliche hohen Güten sortiert (hohes
Q, ultrahohes Q > 108 ). In der oberen Reihe erkennt man von links nach rechts: Mikrosäule,
Mikroscheibe, halbleiterbasierter add-drop-Filter und photonischer Kristall. Untere Reihe von
links nach rechts: Fabry-Pérot-Resonator, Mikrokugel und Mikrotorus. Die Abbildung stammt
aus [5], wurde in [16] adaptiert und mit aktuellen Werten ergänzt. Rechts unten nachträglich
eingefügt ist der in diesem Experiment verwendete Flaschenresonator mit ultrahoher Güte.
und kann jede beliebige Frequenz als Resonanz wählen, sofern man den Spiegelabstand
L über mindestens einen freien Spektralbereich νF variieren kann.
Eine weitere Art von optischen Mikroresonatoren besteht aus photonischen Kristallen.
Diese stellen eine periodische, dielektrische Struktur dar, welche durch ihre Bandstruktur
den Einschluss des Lichts gewährleistet. Eine gezielte Strukturierung des photonischen
Kristalls definiert die Ausbreitung von Licht unterschiedlicher Wellenlängen in diesem
und kann somit sowohl zum Führen, als auch zum Filtern von Licht verwendet werden.
Mit photonischen Kristallen lassen sich die kleinsten Modenvolumen aller Mikroresonatoren
erreichen [17].
Flüstergaleriemoden-Mikroresonatoren (engl.: Whispering gallery mode resonator, Abk:
WGM-Mikroresonatoren), wie Mikrotorus [18], Mikrosphäre [19] oder Mikroblase [20]
stellen eine weitere Gruppe optischer Mikroresonatoren. Mit WGM-Mikroresonatoren
lassen sich die höchsten Güten bei optischen Wellenlängen erreichen, so wurden beispielsweise
mittels aufwendiger Ausglüh- und Polier-Techniken Resonatoren mit Q > 10 11
hergestellt [21].
1.1.3 Flüstergaleriemodenresonatoren
Die Funktionsweise von Flüstergaleriemoden entspricht dem aus der Akustik bekannten
Äquivalent der Totalreflexion von Schall an der Innenwand einer Kuppel. Durch N Re-
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