低值单模纳米线阵列平带光子晶体表面发射激光器与高反射度底镜

科学领域:

• 光子学是指光子学的使用方法.
• 纳米技术纳米技术
• 材料科学 材料科学 材料科学

背景情况:

• 基于 (Si) 的激光器对于光子集成电路至关重要.
• 在纳米尺度上实现高效的表面发射激光仍然是一个挑战.
• 光子晶体结构提供独特的光物质相互作用特性.

研究的目的:

• 设计和模拟一个基于Si的纳米线阵列光子晶体表面发射激光器.
• 通过结构优化和空气间隙来提高激光性能.
• 为了实现高效率和低值的单模激光.

主要方法:

• 基于Si的纳米线阵列光子晶体的设计和模拟.
• 在纳米线和基板之间引入一个空气间隙,以提高反射率.
• 调整格子常数和纳米线直径以实现平面带模式.
• 激光特征的分析,包括值增益,侧向抑制比率和光束分歧.

主要成果:

• 由于空气间隙,底部反射率显著提高,导致门较低,切断直径较小.
• 在光子晶体结构中实现平带模式,以实现强烈的光物质相互作用.
• 获得了单模式激光,侧模式抑制比为21dB.
• 高质量系数为3940和低值增益为624厘米-1.1.
• 对于纳米激光器来说,小光束差距角度大约为7.5°.

结论:

• 设计的基于Si的纳米线阵列激光显示了高性能特征.
• 带有空气间隙和平带模式的拟议结构有效地提高了激光效率.
• 这项工作为开发高性能基于Si的表面发射纳米激光器和密集光子集成电路提供了途径.