
基于连续域束缚态(BICs)的铌酸锂二次谐波COMSOL光子晶体超表面模拟
# 基于连续域束缚态(BICs)的铌酸锂二次谐波 COMSOL 光子晶体超表面模拟
在光学领域,连续域束缚态(BICs)一直是一个引人入胜的研究方向,特别是当其与铌酸锂材料相结
合用于二次谐波产生时,能带来许多新奇的物理现象和潜在应用。而 COMSOL 作为一款强大的多物理场仿
真软件,为我们深入研究这类光子晶体超表面提供了有力工具。
## 连续域束缚态(BICs)与铌酸锂二次谐波
连续域束缚态是指在连续的辐射模式中存在的局域化本征态,它具有无限的品质因数。在光子晶体
超表面的背景下,BICs 可以增强光与物质的相互作用,从而显著提高非线性光学过程的效率,比如二次谐
波产生。
铌酸锂(LiNbO)是一种重要的非线性光学材料,具有较高的非线性系数。当在光子晶体超表面结构
中引入铌酸锂,利用 BICs 的特性,有望大幅提升二次谐波的产生效率。这种结合在集成光学、光通信以及
量子光学等领域都展现出巨大的应用潜力。
## COMSOL 模拟流程
### 模型建立
首先,我们需要在 COMSOL 中构建光子晶体超表面模型。以二维光子晶体为例,假设其由周期性排
列的圆形铌酸锂柱构成。
```matlab
% 以下为简单示意代码,并非 COMSOL 实际脚本
% 定义晶格常数
a = 500e - 9;
% 定义铌酸锂柱半径
r = 150e - 9;
% 创建晶格结构
[X, Y] = meshgrid(-2 * a:0.1 * a:2 * a, -2 * a:0.1 * a:2 * a);
mask = (X.^2 + Y.^2) < r^2;
```
这段代码简单创建了一个用于示意的晶格结构,在 COMSOL 中我们会通过几何建模工具更精确地
定义光子晶体超表面的几何形状和尺寸。每个铌酸锂柱的位置、半径等参数都对后续的光学特性有着关键
影响。
### 材料属性设置
设置铌酸锂的材料属性,包括线性折射率和非线性系数。在 COMSOL 的材料库中,虽可能没有直接
给出特定条件下铌酸锂的全部参数,但我们可以通过查阅文献获取相关数据后手动输入。