【摘 要】
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近年来，半导体光学微腔由于其高集成度、低功耗、高品质因子和低模式体积等独特的特点，正越来越受到人们的关注。它可应用在要求极细线宽、极高能量密度和亮度或极细微探测能力
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近年来，半导体光学微腔由于其高集成度、低功耗、高品质因子和低模式体积等独特的特点，正越来越受到人们的关注。它可应用在要求极细线宽、极高能量密度和亮度或极细微探测能力的场合，例如窄带光学滤波和极低阈值激光器等。光学微腔的这些特性来源于其独特的回音壁(Whispering-Gallerymodes，WGM)模式。因微盘有输出效率低的缺点，人们就逐渐研究正多边形微腔结构，当正多边形的边逐渐增加时，其性质越来越接近圆盘，但当边数比较少时，其对称性明显降低，这时微腔的性质就有可能改变。现在研究最多的是正三角形，正方形，以及正六边形和正八边形等。 本文利用正三角形微腔结构，提出了基于等边三角形微腔的滤波器系统。采用时域有限差分法(FDTD)对微谐振腔进行了理论分析，模拟了微谐振腔滤波器中光场的耦合、传输和谐振过程。由于在腔的变形最剧烈的区域有很强的场强变化，因此有很强的方向性输出，从而可以获得腔的高输出效率。通过模拟模式场强分布发现，带有输出波导的滤波器系统的等边三角形的顶角端处场强分布最弱，而在场强最弱的区域加入一输出波导，可以获得很高的品质因子Q和方向性输出。 然后对微腔结构加以优化，在微腔一顶点处引入一开口宽度后，由于模式体积减少，滤波器在消光比，品质因子，精细度和透射比等方面有明显的提高，系统的整体性能有了明显的提升。同时作出下路端口和通路端口透射频谱随开口宽度的函数关系图。发现在开口宽度为0.23μm时滤波器性能达到一个最优的状态。这是由于在对称状态，耦合效率要比非对称状态下要高，并且散射损耗要小。对称状态下的谐振模式更容易耦合进入输出波导，所以顶端带有合适大小的开口宽度的等边三角形微谐振腔适合作为滤波器。
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