龚翔:基于光子晶体微腔的深亚波长纳米线激光器研究论文

龚翔:基于光子晶体微腔的深亚波长纳米线激光器研究论文

本文主要研究内容

作者龚翔(2019)在《基于光子晶体微腔的深亚波长纳米线激光器研究》一文中研究指出:半导体纳米线激光器在片上光通信和光互连中有重要应用前景。受光学衍射极限的限制,纳米线激光器尺寸的进一步降低已经遇到瓶颈。光子晶体微腔能够阻止模式泄露,使光场限制在腔内。将纳米线与光子晶体微腔结合起来,是进一步缩小纳米线激光器尺寸、降低激射阈值的一种可行途径。本文基于光子晶体微腔的Ⅲ-Ⅴ族纳米线激光器展开研究,取得的主要研究成果如下:(1)采用时域有限差分法,理论研究了单根In0.53Ga0.47As纳米线激光器的模式特性、有效折射率、限制因子与阈值增益。随着纳米线直径增大,HE11和TE01模式依次出现。阈值增益曲线表明:纳米线激光器阈值随半径增大降低,且当纳米线半径小于250nm时,HE11模式阈值低于TEQ1模式;当半径大于250nm时,TE01模式的阈值更低,且在半径300nm时达到最小值,表明TEQ1模式更容易实现激射。(2)利用时域有限差分法设计了一种W1型光子晶体微腔,晶格常数a=466.8nm,空气柱R=0.32a=149.4nm,厚度 z=1000nm,空气沟槽宽度d=3 00nm。仿真结果表明该光子晶体可以实现对1550nm光的有效限制。(3)设计了一种基于光子晶体微腔的In0.53Ga0.47As纳米线激光器,对比研究了有、无光子晶体微腔纳米线激光器的模场分布和阈值增益。结果表明,在无光子晶体微腔时,随着纳米线直径减小,对光场的限制能力减弱、阈值增益提高,当半径小于140nm时无法激射;由于光子晶体微腔对模式的较强限制作用,基于光子晶体微腔的In0.53Ga0.47As纳米线激光器激射截止半径降至70 nm。

Abstract

ban dao ti na mi xian ji guang qi zai pian shang guang tong xin he guang hu lian zhong you chong yao ying yong qian jing 。shou guang xue yan she ji xian de xian zhi ,na mi xian ji guang qi che cun de jin yi bu jiang di yi jing yu dao ping geng 。guang zi jing ti wei qiang neng gou zu zhi mo shi xie lou ,shi guang chang xian zhi zai qiang nei 。jiang na mi xian yu guang zi jing ti wei qiang jie ge qi lai ,shi jin yi bu su xiao na mi xian ji guang qi che cun 、jiang di ji she yu zhi de yi chong ke hang tu jing 。ben wen ji yu guang zi jing ti wei qiang de Ⅲ-Ⅴzu na mi xian ji guang qi zhan kai yan jiu ,qu de de zhu yao yan jiu cheng guo ru xia :(1)cai yong shi yu you xian cha fen fa ,li lun yan jiu le chan gen In0.53Ga0.47Asna mi xian ji guang qi de mo shi te xing 、you xiao she she lv 、xian zhi yin zi yu yu zhi zeng yi 。sui zhao na mi xian zhi jing zeng da ,HE11he TE01mo shi yi ci chu xian 。yu zhi zeng yi qu xian biao ming :na mi xian ji guang qi yu zhi sui ban jing zeng da jiang di ,ju dang na mi xian ban jing xiao yu 250nmshi ,HE11mo shi yu zhi di yu TEQ1mo shi ;dang ban jing da yu 250nmshi ,TE01mo shi de yu zhi geng di ,ju zai ban jing 300nmshi da dao zui xiao zhi ,biao ming TEQ1mo shi geng rong yi shi xian ji she 。(2)li yong shi yu you xian cha fen fa she ji le yi chong W1xing guang zi jing ti wei qiang ,jing ge chang shu a=466.8nm,kong qi zhu R=0.32a=149.4nm,hou du z=1000nm,kong qi gou cao kuan du d=3 00nm。fang zhen jie guo biao ming gai guang zi jing ti ke yi shi xian dui 1550nmguang de you xiao xian zhi 。(3)she ji le yi chong ji yu guang zi jing ti wei qiang de In0.53Ga0.47Asna mi xian ji guang qi ,dui bi yan jiu le you 、mo guang zi jing ti wei qiang na mi xian ji guang qi de mo chang fen bu he yu zhi zeng yi 。jie guo biao ming ,zai mo guang zi jing ti wei qiang shi ,sui zhao na mi xian zhi jing jian xiao ,dui guang chang de xian zhi neng li jian ruo 、yu zhi zeng yi di gao ,dang ban jing xiao yu 140nmshi mo fa ji she ;you yu guang zi jing ti wei qiang dui mo shi de jiao jiang xian zhi zuo yong ,ji yu guang zi jing ti wei qiang de In0.53Ga0.47Asna mi xian ji guang qi ji she jie zhi ban jing jiang zhi 70 nm。

论文参考文献

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    论文作者分别是来自北京邮电大学的龚翔,发表于刊物北京邮电大学2019-07-19论文,是一篇关于纳米线论文,模式论文,光子晶体论文,北京邮电大学2019-07-19论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自北京邮电大学2019-07-19论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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