Entwicklung von photonischen Kristallresonatoren aus Glas, die orthogonale Doppelpolarisationsmoden bewahren.

Es wird erwartet, dass photonische Kristallresonatoren für die klassische und Quantensignalverarbeitung mit Licht eingesetzt werden, da sie Licht in einem mikroskopischen Raum stark einschränken und die Wechselwirkung zwischen Licht und Materie effizient verstärken können. Da die Resonatoren jedoch hauptsächlich aus zwei- und eindimensionalen periodischen Strukturen bestehen, die auf einer horizontalen Ebene gebildet werden, besteht eine Herausforderung darin, eine Polarisationsunabhängigkeit zu erreichen, die aufgrund des Symmetriebruchs der Struktur polarisiertes Licht in horizontaler und vertikaler Richtung in gleicher Weise einschränkt. In dieser Studie haben wir einen hocheffizienten Lichteinschluss für horizontale und vertikale Polarisation in einem Nanostrahl-Photonischen-Kristall-Resonator aus Siliziumdioxid erreicht und Richtlinien für die Realisierung von polarisationsunabhängigen Photonischen-Kristall-Resonatoren bereitgestellt.

Der in dieser Studie hergestellte Nanobeam-Resonator hat die Geometrie eines eindimensionalen rechteckigen Wellenleiters mit periodisch angeordneten Leerstellen. Die Verwendung von Siliziumdioxid, das einen niedrigen Brechungsindex hat, verringert die Auswirkungen der periodischen Struktur auf die Dispersion der horizontalen Polarisation und ermöglicht die Beobachtung von horizontal und vertikal polarisierten Resonanzmoden über dieselbe Bandbreite. Leistungsindikatoren. QDie Leistungswerte für beide Polarisationsarten waren hoch und lagen über 10.000. Dies ist der höchste Leistungswert für einen photonischen Kristallresonator aus Siliziumdioxid und vergleichbar mit der Leistung von Resonatoren aus Silizium mit hohem Brechungsindex mit horizontaler und vertikaler Polarisationseinschränkung in früheren Forschungsarbeiten.

In dieser Studie wird analytisch gezeigt, dass die Resonanzwellenlängen der horizontalen und vertikalen Moden durch weitere Verbesserung der Symmetrie der Resonatorstruktur angeglichen werden können. Diese Methode bietet eine neue Design-Richtlinie für polarisationsunabhängige photonische Kristallresonatoren.