一种基于金刚石多层波导结构微环谐振器的仿真分析

作     者：李志全 白兰迪 顾而丹 谢锐杰 刘同磊 牛力勇 冯丹丹 岳中 Li Zhi-Quan;Bai Lan-Di;Gu Er-Dan;Xie Rui-Jie;Liu Tong-Lei;Niu Li-Yong;Feng Dan-Dan;Yue Zhong

作者机构：燕山大学电气工程学院秦皇岛066004 

出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)

年 卷 期：2017年第66卷第20期

页      面：83-90页

核心收录：

学科分类：080903[工学-微电子学与固体电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 

基　　金：河北省自然科学基金(批准号:F2017203316)资助的课题~~ 

主　　题：金刚石芯层 微环谐振器 多层脊型波导结构 

摘      要：提出了一种以金刚石新型材料为芯层的单微环谐振器模型.谐振器的纵切面采用五层脊形波导结构,中间一层设定为金刚石,上下两侧分别是SiO_2和As_2S_3,即As_2S_3-SiO_2-金刚石-SiO_2-As_2S_3.设置操作波长为1550 nm,依据耦合膜理论和微环谐振理论,利用Comsol软件仿真模拟了单直波导纵切面、直波导和环形波导耦合区的纵切面以及微环在谐振波长为1543 nm时的场强分布,及直波导和环形波导耦合区间距改变时微环的场强分布和传输特性.在此基础上,依据传输矩阵法讨论了微环的品质因数、耦合系数变化对输出光谱的影响,并对微环损耗进行了讨论.结果表明:以金刚石为芯层的微环谐振器具有良好的光学特性,本结构在谐振波长为1543 nm时谐振峰值达到了-12 dB以上,品质因数达到了1.54×10~5,在耦合系数为0.01时,自由光谱范围约为40 nm.