集束イオンビームを使った微小共振器のナノフォトニックモードのイメージング

光微小共振器は、共振器量子電磁力学、バイオセンシング、マイクロ流体工学、共振器オプトメカニクス、光周波数コムなど、さまざまな応用で非常に有用であることが分かっている。その性能は、ナノスケールのデバイスの形状によって閉じ込められ形作られる、光エネルギーの正確な分布に決定的に依存する。近接場光プローブは、この分布をイメージングできるが、物理的プローブは近接場を必然的に擾乱し、感度の高い高Q値の共振の場合には特に問題になる。今回我々は、ナノフォトニックモードをマッピングする新たな方法を報告する。この方法は、集束リチウムイオンビームによって導入された、小さく局所的で制御可能な光機械的摂動を使っている。イオンビーム（半径約50 nm）が、共振器表面にピコメートルスケールの変形を生じさせ、その変形は光共振波長の変化を通して検出される。我々は、シリコンマイクロディスク共振器（Q≥20,000）の5つのモードを、高い空間的分解能とスペクトル分解能でマッピングした。今回の方法によって、シリコン格子のイオン注入損傷と緩和ダイナミクスのin situ観察も可能になる。