Nanowire-array-based photonic crystal cavity by finite-difference time-domain calculations
Notice bibliographique
Résumé
Stimulated by recent reports on successful preparation of periodic nanowire arrays, we propose a class of photonic crystal (PC) cavities based on such nanowire arrays. This concept combines the advantages of PC's for tight confinement of light with the demonstrated suitability of nanowires for fabricating lasers. Unlike a previously used two-dimensional analysis, the three-dimensional finite-difference time-domain technique employed here allows us to study real spatial structures with nanowires of finite length. We discuss the realistic aspects of the cavity design, including the leakage in the vertical direction, aspect ratio of the wires, and thickness of the insulating layer between wires and substrate. The results show it is feasible to achieve microcavites with mode volumes from $\ensuremath{\sim}10{(\ensuremath{\lambda}∕n)}^{3}$ to $\ensuremath{\sim}2{(\ensuremath{\lambda}∕n)}^{3}$ and $Q$ values as high as ${10}^{4}$ using only about 80 nanowires with a proper design. The electromagnetic field of the mode concentrates in the nanowires, allowing their use as possible active materials for lasing and nonlinear operation. In addition, we analyze the influence of optical properties of the materials on the performance of the cavities, including absorption and dispersion. A simple formula is derived to calculate the $Q$ value with the presence of absorption. We predict a frequency splitting in dispersive materials based on numerical simulation. The results reported here establish the viability of the concept of using nanowires as building blocks to design microcavities and provide guidelines for designing compact and tightly confined optical modes in these cavities.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,005 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».