二、以环型谐振腔耦合原理为例的线上App虚拟仿真教学

基于平面波导技术的光微环谐振腔受到人们的关注和研究而得以迅速发展 并成为构建和实现集成光子学功能器件的重要的基础光波导单元。目前以光微环谐振腔耦合机制实现的调制解调器可达到10Gb/s的高速调制。

下面以经典的环型谐振腔耦合原理为例开展通过COMSOL Multiphyics软件的App应用的线上虚拟仿真教学，让学生更加形象的理解耦合原理。

(一) 环型谐振腔耦合原理

光微环谐振器的基本结构包括一个封闭的回路环形波导和回路旁边的一根 或者两根总线波导，其中回路可以是任何形状的圆、椭圆、跑道式；总线波导通常是直波导，作为输入输出信道。这两个波导的芯层彼此靠近放置，如图1所示。以图1（b）为例，其耦合原理是当输入端输入一束光，在直波导内存在的光场一定满足高斯解，也就意味着大部分能量被约束在波导内；部分能量在波导外以指数形式迅速衰减，这部分波被称为倏逝波。在两个波导相互靠近的区域，满足谐振条件时，直波导的倏逝波就会被耦合在环形波导内。当达到光场平衡时，满足谐振条件的光信号在环形波导中累积了大量的能量，且随着光信号在微环中的传输，大部分的能量都消耗在环形波导中，仅有少量的光信号被耦合到直波导中作为 B 端口的输出；而不满足谐振条件的光信号也从 B 端口输出。