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改进型混合表面等离子体微腔激光器的研究

董伟 王志斌

改进型混合表面等离子体微腔激光器的研究

董伟, 王志斌
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  • 设计了一种拥有增益介质脊和空气间隙的改进型混合表面等离子体微腔激光器,并在微腔的两端面镀一层50 nm厚的银反射镜,有效地提高了纳米激光器的性能.基于COMSOL Multiphysics软件分别构建二维截面和三维立体模型,在1550 nm的工作波长下对该改进型结构的传输性能以及微腔性能进行分析.结果表明:该激光器具有显著的亚波长限制能力和很大的传输距离,最长距离可以达到1.29 mm.测试该激光器的微腔性能时,通过调整结构参数获得了高质量因子、低增益阈值以及深亚波长下的超小有效模式体积0.001092 μm3和超高的Purcell因子8.29×105.与先前结构对比,在结构参数统一时,所设计的结构具有更低的激光激射阈值和更强的微腔局域能力.所设计的改进型混合表面等离子体微腔激光器可以作为各种光子器件的基本构建模块,并可应用于传感、纳米聚焦和纳米激光等领域.
      通信作者: 王志斌, ioe@ysu.edu.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金青年科学基金(批准号:61107039)、河北省自然科学基金青年基金(批准号:F2012203202)和河北省百人计划项目(批准号:4570018)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-01-31
  • 修回日期:  2018-07-23
  • 刊出日期:  2018-10-05

改进型混合表面等离子体微腔激光器的研究

  • 1. 燕山大学电气工程学院, 秦皇岛 066004
  • 通信作者: 王志斌, ioe@ysu.edu.cn
    基金项目: 

    国家自然科学基金青年科学基金(批准号:61107039)、河北省自然科学基金青年基金(批准号:F2012203202)和河北省百人计划项目(批准号:4570018)资助的课题.

摘要: 设计了一种拥有增益介质脊和空气间隙的改进型混合表面等离子体微腔激光器,并在微腔的两端面镀一层50 nm厚的银反射镜,有效地提高了纳米激光器的性能.基于COMSOL Multiphysics软件分别构建二维截面和三维立体模型,在1550 nm的工作波长下对该改进型结构的传输性能以及微腔性能进行分析.结果表明:该激光器具有显著的亚波长限制能力和很大的传输距离,最长距离可以达到1.29 mm.测试该激光器的微腔性能时,通过调整结构参数获得了高质量因子、低增益阈值以及深亚波长下的超小有效模式体积0.001092 μm3和超高的Purcell因子8.29×105.与先前结构对比,在结构参数统一时,所设计的结构具有更低的激光激射阈值和更强的微腔局域能力.所设计的改进型混合表面等离子体微腔激光器可以作为各种光子器件的基本构建模块,并可应用于传感、纳米聚焦和纳米激光等领域.

English Abstract

参考文献 (34)

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