リング共振器
バイオセンシングの分野でリング共振器を用いる主要な利点の一つは、溶媒やその他の不純物からのラマンおよび蛍光信号などを含む背景から、所望の分光学的結果を得るために必要な試料体積が大幅に低減できるという点にある。他にも、特に気相中における化学的同定などの様々な吸光スペクトル特性解析において共振器が応用されている。
リング共振器のさらなる潜在的応用例として、ささやきの回廊形式のモードスイッチが挙げられる。「ささやきの回廊」マイクロディスクレーザーは安定で、スイッチングの信頼性が高いので、全光学ネットワークのスイッチング素子として適している。高Q値円筒状共振器を用いた全光学スイッチにより高速バイナリスイッチングを低消費電力で行うことが提案されている。
Q値の非常に高い三次元的リング共振器の開発は、多くの研究者から興味を集めている。これらはマイクロスフィア共振器とも呼ばれる誘電体球から構成され、レーザー冷却原子もしくは単一トラップ原子検知用超感度検出器をもちいた共振器QED研究用の低損失光学共振器として提案されている。
リング共振器は量子情報実験用の単一光子源としても有用であることが実証されている。リング共振器回路の構成材料の多くが、十分に光の強度が高ければ非線形応答を示す。この非線形性により四光波混合(英語版)や自発的パラメトリックダウンコンバージョン(英語版)などの光子対生成を伴う周波数変調過程が可能となる。リング共振器は光を還流させることで、これらの過程の効率を増幅する。
さらに、導波路とリング共振器の間の材質の屈折率によってもカップリングに影響が出る。間の材質は透過光に大きな影響を与えるため、重要な研究対象である。この材質の屈折率は用途によって大きいものが使われたり小さいものが使われたりする。
光学カップリングに関するもうひとつの特徴は、臨界カップリングである。臨界カップリングが起こると、全ての光がリング共振器へと透過し、導波路には全く光が残らなくなる。光はリング共振器内へと蓄えられ、減衰する。導波路の入力から出力へと全く光が透過せず、全てがリング共振器とカップリングす場合、無損失カップリングという(この項の冒頭の図がそれにあたる)。無損失カップリングが起こるためには、次の式が満たされている必要がある。
| K | 2 + | t | 2 = 1 {\displaystyle |\mathrm {K} |^{2}+|t|^{2}=\mathbf {1} }
ここで、t はカプラーの透過係数、 Κ はテーパー球モードのカップリング振幅で、カップリング係数とも呼ばれる。