听得非常清楚. 类似的有趣现象也在伦敦圣保罗教堂的耳语回廊(Whispering gallery)被发现, 并且早在1910 年LordRaleigh 就已率先开展相关的研究工作。

其原理是声波可以不断地在弯曲光滑的墙面反射而损耗很小，所以声音可以沿着墙壁传播很远的距离。

这种效应被称为耳语回廊模式(Whispering Gallery Mode,WGM), 这里我们也将其称为“回音壁模式”。

类似于声波在墙面反射, 当光在从光密向光疏介质入射且入射角足够大时, 也可以在两种介质表面发生全反射, 那么在弯曲的高折射率介质界面也存在光学回音壁模式. 在闭合腔体的边界内, 光则可以一直被囚禁在腔体内部保持稳定的行波传输模式
模式体积越小, 相同能量的光引起的局部电磁场强度越大, 因此光和物质的相互作用就越强
品质因数：衡量谐振腔优劣很重要的参数就是其品质因子(Q值)，其定义如下: Q = ωI
P =ωτ
其中ω为该模式的频率, I为腔内的光场能量, P是能量损失速率. 谐振腔中的能量随时间指数的变化为，对应模式的光子寿命为τ。

明显Q 值越高，光子寿命越长，那么被束缚的光场与物质的相互作用就强，反之相互作用就弱。

力—光耦合原理：当光在谐振腔内传输时，光辐射压力产生的微小力导致微腔腔壁发生微小移动，从而将光学谐振腔的机械本征模耦合到光学本征模，并且改变了谐振腔的光学共振模式。

当功率足够大时，该相互作用力导致腔壁再生振荡，再次改变了光学共振模式，从而使得透射谱发生明显变化。

通过对透射谱变化的研究，可以得到微腔腔壁的受力情况。

很难通过自由空间直接收集或者利用高斯光束来激发. 因此, 人们一般采用外部的近场耦合器件将光有效地耦合进出微腔,如光纤锥, 光学波导和棱镜
波，衰逝波。

由于其幅值随与分界面相垂直的深度的增大而呈指数形式衰减，而随切向方向改变相位，因此也是表面波
微环与光波导的参数设计：为了能够实现光在微环谐振腔和波导内的单模传输。

利用有效折射率法对其单模特性进行仿真计算，设定波导的宽、高相等，
通过Matlab 软件得到了如图2(a)所示的仿真结果。

m =0，为基模传输曲线; m = 1，为一阶模传输曲线; m = 2，为二阶模的传输曲线，由图可知，当波导高度介于0．2～0．7 μm 时光波导中只可进行单模传输，当波导高度高于0.7 μm 时，该波导可进行多模传输。

图2( b) 为利用beamprop 软件对宽、高均为0.35 μm的波导进行模态传输的仿真结果。

可以看出: 该波导对光的局域能力较强，实现了光的单模传输。

由公式( 9) 可以看出: 该器件的灵敏度不仅与悬臂梁参数、环形微腔的位置以及质量块大小有关，实际上很大程度还取决于微环腔的品质因数( Q) 。

同时，耦合效率也是影响加速度计性能的另一重要因素。

在理想的条件下，根据实验背景要求，设定微环半径为4．6μm，为了满足传感要求，必须使其耦合效率达到最大，即临界耦合。

图3 表明耦合效率会随耦合间距的增加而减小，呈线性关系，在0．03 μm处有最大的耦合效率。

但当耦合间
距为零时，由于不能形成倏逝波耦合，因此，耦合效率极低，约为38．43 %。

图4 所示为耦合间距与品质因数Q 的关系曲线。

由图可知，在间距为0．1 μm 左右时有最高的品质因数，参照图3 可知此，时耦合效率为75%左右。

然而，在图3 中的耦合效率最大处，其相应的品质因数却极低。

因此，该微环谐振腔的参数设定为高h = 350 nm，宽b = 350 nm，半径r =4．6 μm，耦合间距d = 0．1 μm
此加速度计为非接触工作模式，同时为了与微环尺寸有较好的匹配，设定悬臂梁长度约100 μm，宽度约为13 μm，厚度约为1 μm。

质量块位于悬臂梁自由端，其长、宽、高分别为25，13，25 μm。

由于硅材料能够承受的极限应力为340 MPa，但实际应用中，不应承受高于极限应力的2/3，因此，该结构所能承受的最大加速度为105gn，相应的压力为122 MPa，在靠近悬臂梁自由端的微环边缘处会产生0.43μm垂直方向的位移量，而在103gn 时，该处则只有4.3nm的位移变化量。

当传感器受到103gn以下的加速度冲击时，相应的形变量不足纳米，谐振波长的变化较难分辨，因此，相应的量程约为103～105gn。