一种基于金刚石多层波导结构微环谐振器的仿真分析
本文选题:金刚石芯层 切入点:微环谐振器 出处:《物理学报》2017年20期
【摘要】:提出了一种以金刚石新型材料为芯层的单微环谐振器模型.谐振器的纵切面采用五层脊形波导结构,中间一层设定为金刚石,上下两侧分别是SiO_2和As_2S_3,即As_2S_3-SiO_2-金刚石-SiO_2-As_2S_3.设置操作波长为1550 nm,依据耦合膜理论和微环谐振理论,利用Comsol软件仿真模拟了单直波导纵切面、直波导和环形波导耦合区的纵切面以及微环在谐振波长为1543 nm时的场强分布,及直波导和环形波导耦合区间距改变时微环的场强分布和传输特性.在此基础上,依据传输矩阵法讨论了微环的品质因数、耦合系数变化对输出光谱的影响,并对微环损耗进行了讨论.结果表明:以金刚石为芯层的微环谐振器具有良好的光学特性,本结构在谐振波长为1543 nm时谐振峰值达到了-12 dB以上,品质因数达到了1.54×10~5,在耦合系数为0.01时,自由光谱范围约为40 nm.
[Abstract]:A single microring resonator model with a new diamond core layer is presented.The longitudinal section of the resonator is composed of a five-layer ridge waveguide structure, the middle layer is set as diamond, and the upper and lower sides are SiO_2 and as _ 2s _ s _ 3 respectively, that is, as _ 2S _ 3-SiO _ S _ 2S _ 3s, that is, as _ 2S _ 3-SiO _ S _ 2S _ 3s _ 3s _ 3.The operating wavelength is set at 1550 nm. According to the coupling film theory and the microring resonance theory, the longitudinal tangent plane of the single straight waveguide, the coupling region of the straight waveguide and the ring waveguide and the field intensity distribution of the microloop at the resonant wavelength of 1543 nm are simulated by Comsol software.The field intensity distribution and propagation characteristics of microrings are obtained when the distance between the coupling region of straight waveguide and ring waveguide is changed.On this basis, the quality factor and the effect of the coupling coefficient on the output spectrum are discussed according to the transfer matrix method, and the loss of the microring is also discussed.The results show that the microring resonator with diamond core has good optical properties. The resonant peak value of the structure is above -12 dB at 1543 nm, the quality factor is 1.54 脳 10 ~ (5), and the coupling coefficient is 0. 01.The free spectrum range is about 40 nm.
【作者单位】: 燕山大学电气工程学院;
【基金】:河北省自然科学基金(批准号:F2017203316)资助的课题~~
【分类号】:TN629.1
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,本文编号:1701963
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