利用时间耦合模理论对准暗态进行建模

耦合谐振器常用于实现定制化的光谱响应，并在从集成光子电路中的光调制与滤波到谐振器阵列中的非线性动力学研究等广泛应用中提供新功能。时间耦合模理论（TCMT）提供了一种简单且通用的工具，被广泛用于对这些器件进行建模，并已在许多不同的低损耗、弱耦合谐振器系统中证明能产生非常好的结果。然而，由于该模型的集总元件性质，在某些情况下依赖 TCMT 对耦合谐振器进行建模可能会产生误导。在本文中，我们报告了 TCMT 在预测暗态方面的一个重要局限性。通过研究一个由三个微环谐振器组成的耦合系统，我们证明 TCMT 预测存在的暗态与实验观测结果以及通过传输矩阵法（TMM）和时域有限差分（FDTD）仿真获得的更普遍结果不一致。我们确定 TCMT 模型中的该局限性与超模的激发/衰减机制有关，并提出了一种修正方案，有效地使模型与预期结果相协调。通过与 TMM 和 FDTD 的比较，验证了修正后 TCMT 模型的稳态和瞬态解。所提出的修正方案基于一般性考虑、能量守恒以及系统中循环的非谐振功率，因此它为如何修改 TCMT 模型以最终解释不同耦合谐振器设计中的相同局限性提供了深刻见解。此外，由于 TCMT 形式体系的普适性和深远影响，我们基于耦合微环谐振器的讨论对其他电磁谐振系统也具有参考价值。