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高Q值二维光子晶体缺三腔的数值模拟与分析

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潘伟, 余和军, 张晓光, 席丽霞. 2012: 高Q值二维光子晶体缺三腔的数值模拟与分析, 物理学报, 61(3): 195-200.
引用本文: 潘伟, 余和军, 张晓光, 席丽霞. 2012: 高Q值二维光子晶体缺三腔的数值模拟与分析, 物理学报, 61(3): 195-200.
shu
2012: Numerical simulation and analysis of a high-Q two-dimensional photonic crystal L3 microcavity, Acta Physica Sinica, 61(3): 195-200.
Citation: 2012: Numerical simulation and analysis of a high-Q two-dimensional photonic crystal L3 microcavity, Acta Physica Sinica, 61(3): 195-200.
shu

高Q值二维光子晶体缺三腔的数值模拟与分析

  • 北京邮电大学信息光子学与光通信研究院,北京,100876

Numerical simulation and analysis of a high-Q two-dimensional photonic crystal L3 microcavity

  • 摘要: 针对单光子源对高性能纳米腔的需要,采用＂柔性束缚＂光子限制结构和时域有限差分法,通过把时域和频域的光电场分布与理想高斯函数进行比较,设计出一种高品质因子的光子晶体缺三腔（L3）,其Q值达2.8×10~5,有效模式体积为V_（eff）=0.1813（λ/n）~9,相应的Purcell因子超过F=1.2×10~5.此外,提出一种定量描述腔性能优劣程度的能量系数分析法,通过定量对比二维高斯分布下的场分布能量与总能量,提高了腔的优化速度与准确性.计算结果表明,随着腔性能的优化,Q值正比于能量系数γ值直至饱和.
    Abstract: A new double-heterostructure photonic crystal L3 microcavity is designed,under the condition of ＂gentle confinement＂,the quality factor of the cavity is optimized to reach as high as 2.8×10~5 by comparing the simulated mode distribution calculated by finite difference time domain algorithm with the ideal Gaussian distribution,while the mode volume remains small,V_（eff） = 0.1813（λ/n）~3. This is the best result at present.Additionally,an energy correlation coefficient is introduced to qualitatively describe the optimization level of a photonic crystal microcavity,which improves the speed and the accuracy of optimization.
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出版历程
  • 刊出日期:  2012-02-15

高Q值二维光子晶体缺三腔的数值模拟与分析

  • 北京邮电大学信息光子学与光通信研究院,北京,100876

摘要: 针对单光子源对高性能纳米腔的需要,采用＂柔性束缚＂光子限制结构和时域有限差分法,通过把时域和频域的光电场分布与理想高斯函数进行比较,设计出一种高品质因子的光子晶体缺三腔（L3）,其Q值达2.8×10~5,有效模式体积为V_（eff）=0.1813（λ/n）~9,相应的Purcell因子超过F=1.2×10~5.此外,提出一种定量描述腔性能优劣程度的能量系数分析法,通过定量对比二维高斯分布下的场分布能量与总能量,提高了腔的优化速度与准确性.计算结果表明,随着腔性能的优化,Q值正比于能量系数γ值直至饱和.

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