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近年来,基于光学微腔的回音壁模式(Whispering Gallery mode,WGM)吸引了众多学者的研究兴趣。可调谐的回音壁模式在滤波、光开关和传感测量中有着极其重要的价值。本文利用硅基材料良好的热光效应、自由载粒子吸收和多光子吸收效应,分别以微管和光子晶体光纤作为光学谐振腔,对回音壁模式的谐振频率和幅度调谐进行了研究。主要的研究内容如下:①采用传输矩阵法分析微管谐振腔振荡频率的传输特性,并利用有限元原理和COMSOL软件理论仿真微光纤近场耦合激发谐振腔的回音壁模式,研究了耦合距离和微管壁厚对谐振模式的影响;实验研究了耦合距离和光波偏振态对回音壁模式的影响。②采用熔融拉锥技术,利用二氧化硅微管和电热丝制作可调谐的回音壁模式电谐振腔,理论推导得知电致热调谐可以实现回音壁模式的大范围调谐;实验测试电谐振腔获得品质因数104数量级,自由光谱范围为0.8nm以及信噪比高达4.3d B的回音壁模式;通过对电热丝通以恒定电流,实现回音壁模式0.57nm的漂移,对应的电流大小为200m A,消耗的电功率约为0.1m W;实验测试可调谐电谐振腔作为光开关时,响应速度在几百ms数量级上,理论分析通过减少微管壁厚和增加微管长度可以提高响应速度。③提出利用光子晶体光纤作为光学微腔获得高Q、少模的回音壁模式。实验通过六个大孔的光子晶体光纤,获得Q值为104数量级的WGM和Fano模式,模式体积较二氧化硅微管少,并利用多光子吸收和自由载粒子吸收效应实现对光学回音壁模式和Fano模式的幅度光调谐;理论仿真光子晶体光纤作为谐振腔的模场分布,初步解释光子晶体光纤产生的Fano模式,孔状结构致使腔体内的高阶模式被损耗,低阶的回音壁模式在腔体外沿发生模式耦合效应,最终形成Fano回音壁模式。综上,热光非线性效应能够实现超大范围的回音壁模式调谐,自由载粒子吸收和多光子吸收致使腔内损耗增加,谐振模式幅度减少;光子晶体光纤的特殊结构致使Fano回音壁模式的形成。本文所设计的两类回音壁模式可调谐器件在可调谐激光器、光滤波以及光开关等领域具有一定的应用价值。