本技术公开了一种二维硅基太赫兹频域的高集成度谐振器,包括:谐振腔以及用于耦合电磁波进入谐振腔的楔形波导;所述谐振腔从内到外依次设置有内层、至少一层中间层、隔离层;所述内层、中间层、隔离层由第一光子晶体结构或第二光子晶体结构按二维周期性排列而成;所述内层、中间层、隔离层间第一光子晶体结构和第二光子晶体结构交错排列。本发明实现了在单一谐振器内对不同位置的谐振模式进行精确的选择性激发,通过有效控制各个谐振模式的激发位置,不仅提升了谐振器的工作效率和稳定性,还增强了其在复杂环境下的适应性。
背景技术
太赫兹(THz)频段,定义为0.1至10 THz之间的频率范围,因其独特的穿透能力和高带宽优势,已成为下一代超高速通信技术的关键领域尤其在无线通信中,太赫兹波段能够提供远高于现有技术的数据传输速率,展现出广阔的应用前景。鉴于其优异的兼容性,硅基材料在这一领域尤为重要。硅基材料不仅能够与现有CMOS制造工艺无缝集成,还能显著提升硅基系统的集成度与功能性,为高效的太赫兹通信系统提供了坚实的技术基础。
作为硅基通信系统的核心元件之一,谐振器结构在太赫兹频段中发挥着重要作用。它能够提供光学反馈,进而实现激光振荡、增强光信号强度、实现光信号的滤波与调制等多重功能。谐振器结构的关键优势在于其高品质因数(Q值),能够实现对窄带光信号的精确选择,这对提升通信系统的信噪比和频谱效率至关重要。同时,谐振器结构能够与其他光子器件(如波导、调制器等)集成到同一芯片上,进一步缩小器件尺寸,提升整体系统性能。
然而,目前的技术仍面临诸多挑战。现有的谐振器结构无法在单一的谐振器中精确实现不同位置的谐振模式选择性激发,导致谐振器的功能性受到限制,难以灵活适应多样化的应用需求。更为重要的是,这种结构上的局限性使得谐振器难以有效实现尺寸缩小,进而阻碍了光子集成回路的进一步小型化和高密度集成化。这一瓶颈显著制约了谐振器在复杂集成系统中的应用潜力,迫切需要一种新型的结构方案来突破这些技术限制。
实现思路