高Q值跑道型光学环腔的理论研究

摘要

光学环腔因其高Q值的优点,在光传感及光通信领域有着重要的作用。品质因数(Q)是描述光学环腔性能的最重要参数。文中以提高Q值为出发点,重点研究硅基跑道型光学环腔中波导的间距与耦合系数的关系,以及自耦合和损耗因子对Q值的影响,并分析了工作在1.55μm波长下的跑道型环腔的Q值。采用有效折射率法,计算出直波导中的单模传输条件,消除了波导中多余峰值对Q值的影响。此外,利用光耦合模理论,通过控制有效耦合长度对耦合因子进行控制,在波导损耗为0.2 db/cm下得到105的Q值,仿真结果和理论计算一致。文中提出的跑道型结构具有较高的Q值,能被有效应用到光传感及光探测领域中。