利用微腔及其优异的特点，人们已经研制出多种基于微腔的应用：
1. 由于微腔的极高品质因数，它可以代替传统激光器采用的FP腔，实现所谓的
微腔低阈值激光发射;
2. 在微腔中掺杂单个发光粒子，如量子点，金刚石NV色心的，实现腔模与粒子的
强耦合相互作用;
3. 由于腔中的光场能流密度极大，可以产生诸如Raman激光，参量振荡等各种非线性效应;
4. 外界环境对微腔介质折射率的微小影响会带来微腔模式的改变，基于这一原理可以设计出微腔的各种类型传感器;
5. 微腔模式频谱线宽取决于腔的品质因数，可以作为窄线宽滤波器和上行下载器等光通讯用的各种无源器件;
6. 对微腔几何构型作微小的形变，可以制作出具有方向性发射的
变形微腔。
以上可以参考该综述性的报告──
回音壁模式微腔的应用进展。
1. 回音壁模式微腔的性质;
2. 基于回音壁模式微腔的低阈值激光器;
3. 回音壁模式微腔腔量子电动力学;
4. 变形微腔的理论与实验。
本小组目前已经搭建了一套从制备微球，微盘和微芯圆环腔到用光线锥测量其品质因数的系统，得到了极高品质因数的回音壁模式介质微腔，实现了光纤锥与微腔的临界耦合。
微球腔制备系统
微盘腔刻蚀装置
光纤锥耦合装置，微腔品质因数的测量
微腔与光纤锥耦合，测量微腔品质因数的实验平台实物照片。
微腔品质因数测量原理示意图。
透过率曲线及微腔的实测品质因数大小
从左到右分别是微球（达到临界耦合），微芯圆环和微盘腔的透过率谱。测量采用的波长均为780nm，可以看出微球和微芯圆环腔的品质因数达到了107。
微球腔模式耦合及其测量
我们在微球表面掺杂一层铒镱共掺磷酸盐玻璃，可以制成低阈值的微腔激光器。其阈值低于10微瓦。下图是该低阈值激光器的各种测量参数。
在将普通圆（球）对称的微腔加以合适的几何形变之后，微腔的原有对称被打破。在其曲率半径最大的地方将产生方向性的发射。
用二氧化碳激光脉冲加热普通微球表面，导致微球产生形变。
这种变形微腔最大的特点是具有特定的方向性发射的同时，其品质因数的下降并不明显。在一些不能用近场光学器件耦合的时候，利用变形微腔的方向性发射作空间耦合将是一种极有潜力的手段。
在变形微球的表面掺杂Er离子作为增益介质，可以制成具有高度方向性出射的低阈值激光器。
我们知道当原子置于腔中时，由于腔内的光场受到了腔边界的限制相对于自由空间改变了传播模式分布。腔中的原子将感应到不同的电磁场环境，也及原子的能级和腔模光场之间产生了耦合作用。根据这种耦合的强度大小，可以分成弱耦合与强耦合两个区域。当原子和腔处于弱耦合状态的时候，原子的固有自发辐射将受到腔模的调制，调制大小和腔的品质因数模式体积有关，品质因数越大，模式体积越小则这种调制效应越明显。这种效应被称为Purcell效应。
掺Eu离子的微球Purcell效应
而如果原子和腔模的耦合很强，两者作用会形成新的缀饰态，并产生Rabi Oscillation。目前在国际上如加州理工的Kimble， O. Painter小组和俄勒冈大学的Wang小组相继在原子，色心和量子点体系中实现了这一耦合。
参考Kartik Srinivasan, Oskar Painter, Vol 450, 6 December 2007,nature
而我们小组在理论上提出一种方案，在处于强耦合的微腔外加上光纤锥等外部耦合器件，只要控制在欠耦合区域，这时的原子将对从耦合器件进入腔模的光脉冲产生调控作用。
基于这种控制作用，再加上线性光学器件组合，我们可以建立所谓的粒子控制相位翻转门。
利用可以用平面工艺生产的高品质因数微腔，我们希望最终能够制造出可扩展的芯片量子计算逻辑阵列。目前本小组已经完成了制备微球腔、微盘以及微型圆环腔等高品质因子微腔工艺，微腔的品质因子、外部场与腔的耦合、掺杂粒子与腔的相互作用等大量基础工作。并且正在筹备强耦合实验，我们欢迎对量子信息量子计算有兴趣的同学加入这个充满活力的集体中来，一起探索微腔量子电动力学这一前沿课题！
