最大化超小光子晶体腔的品质因子与模体积之比
光学
2018-12-19 v2
摘要
利用拓扑优化系统地设计了具有制造容差的小型光子晶体腔，以增强品质因子与模体积之比 Q/V。对于宽松的制造容差，获得了蝴蝶结形状的腔，其将光限制在衍射极限之外并局域于深亚波长体积内。施加较小的制造容差仍能得到高效设计，但此时为衍射极限内的局域。受数值结果启发，通过几何拟合提取了椭圆环光栅腔概念。数值评估表明，对于小尺寸，拓扑优化腔相对于标准 L1 腔将 Q/V 比提高了多达两个数量级，相对于形状优化 L1 腔提高了一个多数量级。腔尺寸的增大可通过提高 Q 因子而不显著增大 V 来提升 Q/V 比。优化腔与参考腔的比较说明，V 的显著减小需要腔体拓扑结构的重大改变。
引用
@article{arxiv.1810.02417,
title = {Maximizing the quality factor to mode volume ratio for ultra-small photonic crystal cavities},
author = {Fengwen Wang and Rasmus Ellebæk Christiansen and Yi Yu and Jesper Mørk and Ole Sigmund},
journal= {arXiv preprint arXiv:1810.02417},
year = {2018}
}