摘要： 光子晶体（PhC）激光器作为片上及芯片间互连的高效光源备受关注。该结构能在保持高腔品质因数的同时缩减有源区体积，从而实现低阈值电流与低工作能耗[1,2]。传统研究方法多依赖时耗较长的FDTD仿真，且难以捕捉器件核心物理机制。本文提出一种基于耦合模理论的简化分析方法，该方法已被证实能有效研究具有周期性增益/折射率扰动（如标准DFB激光器）的激光系统。我们将此方法应用于光子晶体线缺陷波导激光器——通过引入相对于未泵浦参考波导的小幅复折射率扰动（涵盖增益与折射率变化[3]），将TE模导波光场展开为无源波导前向/后向布洛赫模之和，并建立扰动波导中布洛赫模演化的控制方程：(公式1，此处保留原数学表达式)。其中k11,q=0、k12,q=1及k21,q=-1为自耦合与交叉耦合系数（计算方法见文献[3]）。图1示例显示，在折射率扰动((δn/n)s)与正增益g0条件下，与标准DFB激光器不同，其交叉耦合系数始终与自耦合系数相当，这源于基模TE电场强z分量的特性。由于有源区孔洞中不存在的增益也构成周期性扰动，耦合系数具有增益依赖性；同时受慢光效应影响，这些系数随频率接近带边显著增大。因此，高频/高增益布洛赫模将承受更强的分布反馈效应?；诖四Ｐ?，我们仿真了图2a所示激光腔结构（含泵浦有源区、低折射率后向无源镜，以及折射率等于（A型）、略高（B型）或略低（C型）有源区的前向无源缓冲层）。根据公式(1)计算的后向镜与缓冲层反射系数(S11)如图2a所示。通过求解满足rL(λ)·rR(λ,g0)=1的阈值条件（图2b），发现阈值增益随缓冲层周期数的变化趋势源于有源区与前向缓冲层分布反馈的相互作用：C型结构中缓冲层反馈占主导（较有源区增强近一倍），故阈值增益随前向反射增强而降低（类似FP激光器前镜反射增强效应）；而A/B型结构以有源区分布反馈为主导，阈值取决于有源区与缓冲层反射的干涉效应，其中B型呈现最小化阈值增益的最优周期数。