折射率改变的能量与功率需求
光学
2023-08-31 v1
摘要
操控折射率的能力是众多光子器件的基本原理。存在多种跨不同材料修改折射率的技术，使得性能比较远非直截了当。在评估这些方法时，功耗作为关键性能特征浮现出来，与带宽和 footprint 并列。在此，我对最知名的折射率改变方案的能耗与功率需求进行了全面比较。研究结果表明，尽管不同技术与材料下单位体积的折射率改变能耗处于同一数量级，但实现开关、100%调制或100%频率转换所需的功耗可存在显著差异，跨越多个数量级。结果表明，相较于所采用的特定谐振或行波方案（用于增强光与物质的相互作用时间），材料对功耗降低的影响更小。尽管本工作无意作为设计指南，但它确立了折射率调制中的局限与权衡，从而为光子学从业者提供了有价值的见解。
引用
@article{arxiv.2308.16011,
title = {Energy and Power requirements for alteration of the refractive index},
author = {Jacob B Khurgin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2308.16011},
year = {2023}
}