Estudo das características de microcavidades de cristal fotônico heteroestruturadas baseadas em nitreto de gálio

SHEN Wei ,  

XU Xu ,  

GAO Hongwei ,  

LIU Qifa ,  

摘要

Este artigo propõe uma cavidade ressonante fotônica ativa de heteroestrutura baseada em nitreto de gálio para realizar ressonância azul integrada ativa com alto fator de qualidade e pequeno volume modal. Através da análise da banda de energia, o mecanismo de funcionamento da cavidade ressonante fotônica heteroestruturada foi esclarecido. Com base nas bordas da banda e no princípio da lacuna de banda do cristal fotônico, foram realizadas realimentação intra-plano, ressonância de alto fator de qualidade e emissão vertical fora do plano. Baseado no método de diferenças finitas no domínio do tempo, foram estudadas as características de ressonância na região do núcleo e da camada sob diferentes parâmetros da cavidade. Foi discutida a relação entre a estrutura do microcavidade e o fator de qualidade da ressonância, a perda da cavidade, a frequência de ressonância e o volume modal. O estudo mostra que, por meio da heteroestrutura, é possível reduzir efetivamente a perda de ressonância intra-plano, alcançando o fator de Purcell de 769 na faixa azul integrada ativa, com volume modal de 0,7 (λ/n)^3. Esta pesquisa abre caminho para o projeto de cavidades ressonantes de alta Q/V_m na faixa azul, enquanto estabelece a base metodológica e teórica para o estudo de microcavidades fotônicas heteroestruturadas com excelentes características de ressonância.

关键词

microcavidade de cristal fotônico heteroestruturada;método de diferenças finitas no domínio do tempo;fator de qualidade;volume modal;realimentação intra-plano

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