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铌酸锂薄膜中单模微环谐振器的仿真与分析

DOI：10.3390/cryst8090342 期刊：Crystals 出版年份：2018 更新时间：2025-09-23 15:23:52
摘要： 采用Lumerical Mode Solutions的2.5维变分时域有限差分模式仿真方法，对铌酸锂薄膜上的单模微环谐振器进行了设计与模拟。系统研究了不同SiO2包层厚度下铌酸锂平面波导的单模条件与传输损耗，并进行了对比分析。确定了微环半径、信道与环波导间距等设计参数的优化方案，探讨了影响谐振器设计的关键因素如自由光谱范围和品质因数。所设计的微环谐振器半径为R=20微米，其透射光谱通过电光效应实现了调控。
作者： Huangpu Han，Bingxi Xiang，Jiali Zhang
AI智能分析
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

设计和模拟铌酸锂薄膜上的单模微环谐振器，重点优化高Q值和宽自由光谱范围的参数，并研究电光调谐效应。

研究成果

变分有限差分时域（varFDTD）方法成功设计并模拟了铌酸锂薄膜（LNOI）中的单模微环谐振器，在半径20微米、间隙0.29微米的条件下，通过优化参数（LN厚度0.5微米、宽度0.7微米、SiO2厚度2微米）实现了Q值>10,000和自由光谱范围（FSR）>8纳米。电光调谐显示波长随电场增强可偏移达395皮米。该结果为后续制备与表征工作提供了指导。

研究不足

该研究基于模拟计算，未考虑蚀刻壁面散射和模式失配等实际损耗；实验验证尚未开展，计划于后续工作中进行。由于与二氧化硅的介电常数差异，铌酸锂中的电场强度被削弱，从而限制了调谐效率。

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