我院曹坤健博士发表高水平学术论文

近日，物理与光电工程学院曹坤健博士在光纤微腔内微气泡的光操控方面取得系列研究进展，在美国光学学会旗下光学领域TOP期刊《Optics Express》和《Optics Letters》上连续发表两篇高水平学术论文。

发表在《Optics Express》上的“Photocontrol of a microbubble in a fiber-based hollow microstructure”文章首次报道了对光纤微腔内纳升量级微气泡的光操控。与“光镊”捕获折射率大于周围介质的微球情况本质上不同，聚焦激光光束则会把小于液体折射率的气泡排斥出焦点区域，因此利用聚焦激光无法对气泡进行有效操纵。为解决这一难题，该研究首先从分析激光在气泡上产生的驱动力（光力与光热马朗戈尼力）出发，理论模拟了移动气泡对光纤微腔内光场和温度场的调制过程，进而深入探讨了气泡的光操控机制，并通过实验证明了利用单束发散激光即可实现对光纤微腔内气泡的精密操控。该工作对折射率小于周围介质的微小物体的光操控研究具有重要的指导意义。同时，研究发现，利用光纤微腔内的光控气泡可以对目标光束进行功率调制，实现可调型全光衰减器的功能。

发表在《Optics Letters》上的“Ultracompact fiber all-optical router using a photo-controlled microbubble”文章以对光纤微腔内气泡的光操控研究工作为基础，首次报道了一种超紧凑的全光型光纤光路由器件。近年来，集成多个光回路的芯片实验室发展迅速，然而，随着集成光路的规模日益庞大，外部光源与片上光回路之间的联接越来越复杂，逐渐成为制约芯片实验室性能提升的瓶颈。在芯片上直接进行光路由是打破这一瓶颈的有效途径。为此，作者提出一种创新型光路由器件，研究发现，通过对光纤微腔内气泡进行精密光操控即可实现对光的多路径精准转换，从而将目标光束传输到工作光路。这项研究对芯片实验室系统的简化整合具有非常重要的意义，同时还能为适用于微流控芯片的新型光路由器件的发展提供理论和技术支持。（撰稿：曹坤健，审核：张立春）

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