光子学报
光子學報
광자학보
ACTA PHOTONICA SINICA
2012年
12期
1464-1469
,共6页
刘军%吴根柱%陈达如%刘旭安%卢启景
劉軍%吳根柱%陳達如%劉旭安%盧啟景
류군%오근주%진체여%류욱안%로계경
微盘激光器%回音壁模式%品质因数%模体积%有限元法
微盤激光器%迴音壁模式%品質因數%模體積%有限元法
미반격광기%회음벽모식%품질인수%모체적%유한원법
设计了一种以半导体材料InGaAsP作为核心结构的器件表面蒸镀二氧化硅膜层,在其上蒸镀金膜层,构成金属电介质半导体微盘激光器结构,盘面的厚度为2μm,盘面半径为6 μm ,盘壁侧表面与底面的夹角为45°.使用有限元法对该结构器件的回音壁模式进行数值研究.利用所谓“偏微分方程的弱项形式”有效地抑制了许多局域不变性相关的“伪解”.通过数值求解弱项型矢量亥姆霍兹方程,得到微盘激光器回音壁模式的横磁场分布,在此基础上讨论了其品质因数(Q值)、模体积、不同金属和电介质膜厚度对器件品质因数的影响、盘的半径和其品质因素的关系等相关量,理论计算表明,这种结构的器件较直接在介质表面蒸镀金属膜层结构的器件的品质因数高2～3倍,实验还获得了基阶和高阶的表面等离子体波模式,以及品质因数最大达到约5100的光学-电介质基模.
設計瞭一種以半導體材料InGaAsP作為覈心結構的器件錶麵蒸鍍二氧化硅膜層,在其上蒸鍍金膜層,構成金屬電介質半導體微盤激光器結構,盤麵的厚度為2μm,盤麵半徑為6 μm ,盤壁側錶麵與底麵的夾角為45°.使用有限元法對該結構器件的迴音壁模式進行數值研究.利用所謂“偏微分方程的弱項形式”有效地抑製瞭許多跼域不變性相關的“偽解”.通過數值求解弱項型矢量亥姆霍玆方程,得到微盤激光器迴音壁模式的橫磁場分佈,在此基礎上討論瞭其品質因數(Q值)、模體積、不同金屬和電介質膜厚度對器件品質因數的影響、盤的半徑和其品質因素的關繫等相關量,理論計算錶明,這種結構的器件較直接在介質錶麵蒸鍍金屬膜層結構的器件的品質因數高2～3倍,實驗還穫得瞭基階和高階的錶麵等離子體波模式,以及品質因數最大達到約5100的光學-電介質基模.
설계료일충이반도체재료InGaAsP작위핵심결구적기건표면증도이양화규막층,재기상증도금막층,구성금속전개질반도체미반격광기결구,반면적후도위2μm,반면반경위6 μm ,반벽측표면여저면적협각위45°.사용유한원법대해결구기건적회음벽모식진행수치연구.이용소위“편미분방정적약항형식”유효지억제료허다국역불변성상관적“위해”.통과수치구해약항형시량해모곽자방정,득도미반격광기회음벽모식적횡자장분포,재차기출상토론료기품질인수(Q치)、모체적、불동금속화전개질막후도대기건품질인수적영향、반적반경화기품질인소적관계등상관량,이론계산표명,저충결구적기건교직접재개질표면증도금속막층결구적기건적품질인수고2～3배,실험환획득료기계화고계적표면등리자체파모식,이급품질인수최대체도약5100적광학-전개질기모.
