基于微环谐振器光力的研究1 绪论1.1 光力的产生早在 1871 年，James 就已经预测了光可以产生力［1］。随着现代实验技术的发展， 现在我们已经认识到光可以产生两种力：散射力和梯度力［2］。散射力我们可以将 它形象的认为是一束光子打在物体上，光子携带的动量会转移给物体，从而在物 体表面作用一个力，这个力的方向与光路的方向平行，大小与光的频率和能量密 度有关，我们把这种力称之为散射力。光散射力在微腔、微环、干涉仪等方面的 应用已经被广泛研究。光梯度力，与动态变化的电磁场有关系，我们可以将其认 为是场与场之间的力［3］。放在不断变化电磁场中的物体会被极化，形成一个偶极 子，处在电场中的偶极子会受到电场力的作用，大小与电场的强度有关，方向指 向场强更大的方向。光梯度力相较于光散射力有着更大的数值且更容易控制方 向，因此在实际中有着更加广泛的应用。众所周知的“光镊”的原理就是依据光 梯度力，操作毫米纳米级层次的物体［4］［5］。1.2 光波导的原理要想控制光沿着固定的方向和路径传播，就需要用合适的媒介来传播光。用来运 输光的媒介我们称之为光波导。光波导是由光透明介质（如石英玻璃）构成的传输 光频电磁波的导行结构。光波导的传输原理是在不同折射率的介质分界面上电 磁波的全反射现象使光波局限在波导及其周围有限区域内传播。只有特定角度、 频率和模式的光才能在光波导中传输。为适应不同的用途，光波导有着各种各样 的形状。当光在波导中传播时，电磁场并非全部局限在波导结构中，在波导周围 有限区域内会有一个快速消散到空气中的消散场，我们把这个消散的场域称之为 消散波。消散波是一个近场耦合，是许多应用的原理基础。最近几年，由于对性能更好价格更低廉的新型光纤通信器件迫切需求以及波导制 作技术和平面工艺水平的不断提高，微环谐振器在理论和实验方面得到了快速的 发展，并成为构建和实现集成光子学功能器件的重要的基础光波导单元［6］.环状波 导的谐振效应使其具有独特的波长选择、高品质因子等特性。目前，微环谐振器 结构在研究中已被大量地应用于制作激光调频器、光波导分插复用器、生物化学 传感器、调制器、光开关等。1.3 光力驱动器件的意义通入到光波导中的光会通过消散波与介质层耦合，使介质层极化，从而产生光梯 度力。在微纳米层次下，这种力可以使微结构弯曲，从而产生各种各样有趣的现 象。目前，利用光梯度力驱动的设备已被广泛的研...
