表面粗糙度和顶层厚度对基于分布布拉格反射镜的法布里-珀罗腔与响应型开放谐振腔性能的影响
光学
2023-09-26 v1 其他凝聚态物理
应用物理
摘要
基于分布布拉格反射镜（DBR）的光学与声学谐振腔在从激光器到量子技术的众多领域具有重大潜力。在界面与表面完全光滑的理想条件下，DBR 谐振腔的品质因数主要取决于 DBR 对数，并可通过增加更多对数而任意提高。本文全面分析了顶层厚度变化与表面粗糙度对基于 DBR 的法布里-珀罗腔和开放腔谐振腔性能的影响。我们的结果表明，即便纳米尺度的微小表面粗糙度也会显著降低给定腔体的品质因数，且无论 DBR 对数多少，都对可实现的最大品质因数构成限制。这些效应与实际应用直接相关，我们通过两个案例研究进一步探讨：其中开放纳米声学谐振腔用作传感器，探测其上方介电材料的变化。我们的研究强调了在声学与光学 DBR 基腔体设计中考虑表面粗糙度的重要性，并量化了在材料生长与器件制备过程中最小化粗糙度的关键意义。
引用
@article{arxiv.2309.13649,
title = {Effects of surface roughness and top layer thickness on the performance of Fabry-Perot cavities and responsive open resonators based on distributed Bragg reflectors},
author = {Konstantinos Papatryfonos and Edson Rafael Cardozo de Oliveira and Norberto Daniel Lanzillotti-Kimura},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.13649},
year = {2023}
}