【摘 要】
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微型激光器在生物传感器、集成光学、量子信息技术、航空航天等领域有着广泛的应用前景。基于表面等离激元（Surface Plasmon Polariton,SPP）效应制备的激光器可将光场约束在深亚波长,进而突破衍射极限实现激光器的小型化。新型钙钛矿材料的扩散长度长、电荷迁移率高、光学增益高等特点可以弥补SPP激光器中金属产生的欧姆损耗,使其成为SPP激光器中完美的增益介质,有助于形成小型化、低阈值的
【基金项目】
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国家自然科学基金资助项目（61922060,61775156,61805172,61905173）； 山西省重点研发国际合作项目（201803D421044）； 山西省自然科学基金面上青年基金（201901D211115）； 霍英东教育基金会高等院校青年教师基金；
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微型激光器在生物传感器、集成光学、量子信息技术、航空航天等领域有着广泛的应用前景。基于表面等离激元（Surface Plasmon Polariton,SPP）效应制备的激光器可将光场约束在深亚波长,进而突破衍射极限实现激光器的小型化。新型钙钛矿材料的扩散长度长、电荷迁移率高、光学增益高等特点可以弥补SPP激光器中金属产生的欧姆损耗,使其成为SPP激光器中完美的增益介质,有助于形成小型化、低阈值的激光器。近年来,以钙钛矿材料为增益介质的金属―绝缘体―半导体（Metal-Insulator-Semiconductor,MIS）结构的SPP激光器得到了大量报道,但是这些研究仅仅是探究了激光器的阈值、品质因子Q等性能,并没有从原理层面对SPP激光器的特性进行分析。本文通过模拟仿真探究了光子激光器和SPP激光器内的模式分布并将其进行对比分析,接下来依据麦克斯韦方程组对绝缘层的厚度和SPP激光器性能之间的关系进行探索。具体研究内容分为两部分:（1）模式分析。本文通过对比光子结构激光器和SPP激光器内的模式分布,表明SPP激光器可以将光场限制在薄至几纳米的绝缘层内,有利于突破衍射极限实现激光器的微型化。（2）SiO2厚度对MIS结构激光器性能的影响。本文依据麦克斯韦方程组计算并仿真出金属-绝缘体-半导体结构中Si O2的截止厚度为12.984 nm,其基模的Q值可以达到8.8592×10~6,显著高于其它结构激光器的Q值。
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