近年来，多个微腔之间及腔内多个谐振模式之间的光学相干作用引起了人们广泛关注。在耦合光子晶体微腔、微环谐振腔，及多模回音壁模微腔中，已发现了原子系统所具有的电磁感应透明效应、法诺效应的光学类比。另一方面，最近的研究证实，利用多模微腔中两个正交回音壁模式之间的干涉，还可以实现平顶带通滤波与低损耗的光学缓存。
武汉光电国家实验室先进纳米光子学与集成研究小组的黄庆忠老师、余金中教授、夏金松教授、汪毅副教授及多名硕士生一起，提出并实现了基于一个硅基多模微盘的光学滤波器与光学缓存器。图1显示了制出的一个硅基微盘谐振腔及腔内存在的回音壁模式特性。对于纵模数差为奇数的两个回音壁模式，当它们的谐振峰有适当失谐时，由于相干增强，在直通端（下载端）将出现平底带阻滤波（平顶带通滤波）现象；当两个谐振峰对准时，由于相干相消，在中心波长附近，直通端光损耗很低而相位变化很大，可用做低损耗光学缓存器。实验观察到微盘中两个谐振模式（TE1与TE4）之间干涉产生的平顶带通滤波与低损耗光缓存，实验结果与理论模型符合良好，如图2与图3所示。该器件原型的特点是基于行波谐振腔，输出与输入端相互分离，而且是平面光波导结构，便于片上集成。
以上成果发表于美国光学协会旗下杂志Optics Letters（Vol. 39, Issue 23, p6553-6556, 2014）。该研究得到国家自然科学基金（Nos. 61006045, 61177049, 61335002）和国家重点基础研究发展计划973项目（Nos. 2010CB923204, 2012CB922103, 2013CB933303）的支持。

图1 硅基微盘谐振腔及其中存在的回音壁模式特性

图2 平顶带通光滤波实验谱线与理论拟合

图3 低损耗光学缓存实验谱线及其理论拟合与预测