在微環調制器中，如果輸入功率過高，觀測到的光譜將會如下圖所示，而不是左右對稱的Lorenz型。當輸入光功率逐漸增大時，光譜變得左右不對稱。

(圖片來自文獻1)

當光在微環中傳輸時，可能會發生雙光子吸收效應(two-photon absoprtion, 簡稱TPA)。光子被吸收后，產生自由載流子, 引起波導折射率的變化。

而這些載流子被材料吸收后(free carrier absoprtion, 簡稱FCA)，也會導致波導折射率的變化。

這些被激發的載流子通過表面復合，將能量傳遞到聲子上，導致硅波導的溫度上升，也就是所謂的self-heating效應。這幾種非線性效應的能帶示意圖如下圖所示，

（圖片來自文獻1）

這幾種非線性效應中，TPA和FCA使得載流子濃度變大，波導折射率變小，微環的共振波長將會藍移，而熱效應使得波導折射率變大，共振波長將會紅移。這幾種效應同時發生，微環中會存在雙穩態效應(bistablity), 如下圖所示。

（圖片來自文獻2）

典型的激光器波長與微環共振波長的曲線如下圖所示，

（圖片來自文獻2）

微環的初始共振波長為1545.2nm, 當激光器的波長從短波長逐漸掃描到該波長時，由于微環中的能量增加，熱效應占主導，共振波長發生紅移，對應state A。進一步增大波長時，就會進入雙穩態區域。

此時微環有兩個諧振點B和C，微環的工作狀態取決于如何激發它。對于state C, 激光器需要從長波長開始掃描，從state D進入到state C。

微環諧振器中存在多種非線性效應，相對復雜，使得微環的工作點發生改變。需要選取合適的激發條件，并且選取合適的入射光功率。

微環調制器需要精細的電路控制，只有理清楚這些底層的物理效應，才能更好的設計相關的反饋控制電路。個中細節，還需仔細品味。