Диэнай
Pulsing
Оптические резонаторы составляют основу современной фотоники и оптики. Благодаря экстремальному ограничению энергии оптический резонатор с высоким Q фактором оптимизирует взаимодействие света с веществом и характеристики фотонных устройств за счет использования низкопорогового лазера и улучшенной генерации нелинейных гармоник.
Две типичные структуры, полость фотонного кристалла и полость шепчущей галереи, часто используются для получения чрезвычайно высоких Q факторов. Однако для этих структур могут потребоваться размеры, сравнимые с рабочей длиной волны или в несколько раз превышающие ее. Существует ли общий способ обнаружить все моды с высоким Q в диэлектрической нанополости произвольной формы, было фундаментальным вопросом
.
Исследовательская группа из Канберрского университета Нового Южного Уэльса, Австралийского национального университета и Университета Ноттингем Трент недавно разработала надежный рецепт для обнаружения мод с высоким Q в одной диэлектрической нанополости, как сообщается в Продвинутая фотоника .
Субволновая диэлектрическая наноструктура с высоким коэффициентом преломления
Субволновые диэлектрические наноструктуры с высоким показателем преломления являются многообещающей платформой для реализации CMOS-совместимой нанофотоники. Эти наноструктуры основаны на двух основных факторах: поддержке электрических и магнитных резонансов типа Ми и пониженном рассеянии.
Одиночный диэлектрический нанорезонатор (например, диск с конечной толщиной) поддерживает режим высокого Q (также известный как квазисвязанное состояние в континууме). Исследуя квазисвязанное состояние в континууме, Хуанг и др. нашли способ легко найти множество мод с высоким Q используя технологию Ми, чтобы вызвать гибридизацию парных излучающих мод, что позволило избежать пересечения мод с высоким и низким Q .
Надежный парный подход
Интересно, что как предотвращение пересечения, так и пересечение собственных частот для парных мод привело к открытию мод с высоким Q представляющих простой, но надежный способ нахождения высоких- Q мод. Группа экспериментально подтвердила высокие Q моды в одной кремниевой прямоугольной нанопроволоке.
Измеренный Q -фактор достигал 380 и 294 для TE (3,5) и TM (3,5), соответственно (см. Рисунок). Авторы объясняют возникающие высокие Q -факторы подавлением излучения в ограниченных каналах утечки или минимизированным излучением в импульсном пространстве.
По словам старшего автора Андрея Е. Мирошниченко из Школы инженерии и информационных технологий Университета Нового Южного Уэльса, « Эта работа представляет собой простой метод обнаружения высокодобротных мод в одиночной диэлектрической нанополости, который могут найти применение в интегральных фотонных схемах, таких как сверхнизкопороговый лазер для источников света на кристалле, сильная связь для генерации поляритонов и усиленная генерация второй или третьей гармоники для ночного видения ».
Прочтите исследовательскую статью в открытом доступе: Люцзюнь Хуанг, Лей Сюй, Мохсен Рахмани, Драгомир Н. Нешев и Андрей Э. Мирошниченко, «Расширяя предел высокой – Q моды одиночной диэлектрической нанополости , " Adv. Фотон . 3 (1), 016004 (2021), DOI 10.1117 / 1.AP.3.1.016004
Источник: https://spie.org/?SSO=1