Расчёт связи волновода с оптическим микрорезонатором мод шепчущей галереи / Н.Кондратьев, RQC

Приглашенный доклад на дне COMSOL 2019 в Санкт-Петербурге. О выступающем: Никита Михайлович Кондратьев, к.ф.-м.н., старший научный сотрудник лаборатории когерентной микрооптики и радиофотоники, Международный центр квантовой оптики и квантовых технологий Аннотация: Микрорезонаторы с модами шепчущей галереи (ММШГ) являются перспективными элементами фотоники. На их основе предложено множество различных приборов, таких как сверхчувствительные химические и биологические датчики, электрооптические модуляторы и приемники, оптоэлектронные генераторы и генераторы оптических гребенок. Они также широко используются в фундаментальных высокоточных экспериментах, например, в квантовой оптомеханике. Критическим моментом в экспериментальном использовании резонаторов WGM является связь с остальной оптической схемой. Обычная призменная связь очень гибкая, но использует оптику свободного пространства, которая довольно громоздка. Более перспективный метод, использующий волноводы, может потребовать тщательного проектирования формы, требующего численного моделирования. Кроме того, в то время как для больших кристаллических ММШГ связь обычно может быть отрегулирована во время эксперимента, интегральные микрорезонаторы обычно изготавливаются на единой подложке. В докладе рассматривается задача о расчёте коэффициента связи кольцевого и дискового микрорезонатора с модами шепчущей галереи и ее решение четырьмя различными методами: 1) Прямой расчёт пропускания системы («2-портовая формулировка») и извлечение данных из резонансных кривых 2) Частичное рассмотрение системы в «4-портовой формулировке» 3) Квази-аналитический расчёт на основе модового анализа поперечного сечения 4) Анализ методом комплексных частот