不同缺陷态下具有高光力耦合率的新型一维光力晶体纳米梁

摘要

本文设计了一种由两侧挖孔的六棱柱单胞周期性排列而成的新型光力晶体纳米梁谐振腔,利用有限元法计算了该结构在不同缺陷态下的带隙特性.基于移动边界效应和光弹性效应机制,采用一阶微扰理论并借助光力耦合系数计算法获得了光力晶体纳米梁谐振腔的光力耦合率,同时分析了谐振腔声学模态的对称性,并对光力耦合机制进行了探索.研究表明:改变缺陷数量或优化几何结构均可改善光学模式和机械模式的重叠性;对于同种缺陷不同数量的谐振腔结构,缺陷数量只会影响光力耦合率中移动边界效应和光弹性效应的作用方式,而几乎不会改变其耦合率的大小.分析具有梯度缺陷的光力晶体纳米梁谐振腔的振动模态对称性发现,只有关于x-y,x-z,y-z平面偶对称的振动模态才能与光学模态产生强耦合,并得到高达2.25 MHz的光力耦合率.