光學(xué)微腔的本征模式分析.pdf

1、光學(xué)微腔通常是指至少有一維尺度在光波長(zhǎng)量級(jí)的諧振腔。異型微腔是指具有非對(duì)稱結(jié)構(gòu)的光學(xué)微腔。由于異型微腔在光學(xué)腔量子計(jì)算，生物、化學(xué)、運(yùn)動(dòng)傳感器，低閾值窄線寬激光器，全光通訊濾波器件等方面的巨大優(yōu)勢(shì)，至今仍是研究的熱點(diǎn)。 本論文以異型光學(xué)微腔的設(shè)計(jì)和模式分析為主要內(nèi)容，涉及以下幾個(gè)方面的內(nèi)容： 1、異型腔的數(shù)值分析方法介紹利用純解析方法很難求解具有復(fù)雜邊界、非對(duì)稱結(jié)構(gòu)的微腔，需要借助數(shù)值方法分析。高效的時(shí)域有限差分(FDT

2、D)就是其中的一種。利用FDTD得到的是時(shí)域的腔信號(hào)，結(jié)合時(shí)域轉(zhuǎn)頻域技術(shù)(如Padé近似)，可以精確算出腔的諧振頻譜和品質(zhì)因子。除此之外，F(xiàn)DTD算法的特征非常適合并行化。為研究腔的三維問(wèn)題和復(fù)雜的二維邊界結(jié)構(gòu)提供了可靠的分析平臺(tái)。 2、各向同性介質(zhì)雙弧型變形腔的模式特性分析我們?cè)趫A腔的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了雙弧型的微腔。結(jié)合時(shí)域有限差分方法與Padé近似技術(shù)，分析了雙弧型腔的諧振模式頻譜。通過(guò)逐步改變雙弧腔形，依次觀察到了各向同性的高

3、Q值模式、具有定向輸出的高Q值模式、光學(xué)混沌現(xiàn)象，這與文獻(xiàn)上的描述是一致的。從而指出了，用時(shí)域有限差分方法分析異型微腔模式的可行性 3、各向異性介質(zhì)圓腔的模式特性分析目前，人們對(duì)微腔的變形結(jié)構(gòu)已經(jīng)做了很多有意義的分析。但對(duì)各向異性介質(zhì)微腔的研究還比較少。我們?cè)诟飨蛲越橘|(zhì)腔的基礎(chǔ)上，將各向異性機(jī)制加入到了時(shí)域有限差分模擬中，以分析各向異性介質(zhì)圓腔的模式特性，并且觀察到了異性介質(zhì)中非常光諧振頻率可調(diào)諧的性質(zhì)。從而指出，各向異性介質(zhì)