用于 III-V 半导体中高效二次谐波产生的双共振光子晶体腔
光学
2021-05-04 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
当基频与谐波在空间和时间上均被局域时，二次非线性效应（如二次谐波产生）可在纳米加工光子材料中得到强烈增强。由于在常规半导体化合物中固有的折射率色散，实际设计低体积且双共振的纳米谐振器颇具挑战。本工作中，我们回顾一种近期发展的策略，即通过光子晶体结构中的局域缺陷来设计具有低模体积与大品质因子的双共振纳米腔。我们基于该方法，将演化优化算法与麦克斯韦方程求解器结合应用，表明所提出的设计方案可适用于任何材料平台。我们明确计算了典型 III-V 半导体材料（如 GaN 与 AlGaAs）中双共振光子晶体腔设计的二次谐波产生效率，以通信波长处的基波为目标，并充分考量各自非线性极化率的张量性质。这些结果或可推动在主流半导体材料平台上实现小尺寸光子纳米结构，以获得前所未有的非线性效率。
引用
@article{arxiv.2105.00259,
title = {Doubly resonant photonic crystal cavities for efficient second-harmonic generation in III-V semiconductors},
author = {Simone Zanotti and Momchil Minkov and Shanhui Fan and Lucio Claudio Andreani and Dario Gerace},
journal= {arXiv preprint arXiv:2105.00259},
year = {2021}
}
备注
10 pages, 8 figures