研究目的
提出并展示一种硅波导集成的高质量超构光栅，作为操控超腔模式的新平台，从而实现纳米光子器件的高性能、芯片级尺寸和长期稳定性。
研究成果
该研究成功展示了一种集成硅波导的高质量超颖光栅，其支持连续体中的束缚态，实现了高品质因数和温度灵敏度。该方法为高性能、紧凑型纳米光子器件铺平了道路。
研究不足
品质因数受限于垂直散射损耗和表面粗糙度。对于纳米孔直径小于100纳米的超构光栅，其制备存在挑战。
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硅波导集成高质量超构光栅支持连续体中的束缚态
DOI：10.1002/lpor.201900430
期刊：Laser & Photonics Reviews
出版年份：2020
更新时间：2025-09-23 15:19:57
摘要：
连续体中的光子束缚态（BIC）是一种空间受限的本征态，可通过具有超高品质因子的超腔模式实现。这种高品质超腔共振可由光子晶体平板、非对称超表面和高对比度光栅支持。然而这些方案均存在器件体积庞大和实验装置复杂的问题。本文提出并验证了一种硅波导集成的高品质超构光栅作为操控超腔模式的新平台。该浅脊超构光栅直接嵌入硅平板波导中，使输入的平板模式能耦合至谐振脊模式，并通过波导内法布里-珀罗干涉进一步转化为超腔模式——这一效应已通过制备器件得到实验验证。研究还实验实现了工作在超腔模式附近的超构光栅，其品质因子高达≈5200。作为应用，该高品质超构光栅被用于实现温度传感，测得高温灵敏度≈77 pm K?1。所提出的集成化超构光栅为利用BIC提供了新途径，为开发具有高性能、芯片级尺寸和长期稳定性的新一代BIC纳米光子器件开辟了道路。
作者：
Hongnan Xu，Yaocheng Shi
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