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专利号: 2022102316681
申请人: 江苏大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-04
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.具有复杂晶胞的光子晶体结构构建的光波导,其特征在于,所述复杂晶胞是由6个子胞按照C6结构排列而成,且截面为正六边形结构;多个复杂晶胞之间边与边相邻、且呈阵列方式排列构成所述光子晶体结构,相邻两个所述复杂晶胞中心之间的距离为晶格常数a;

所述子胞为一个截面直径为2r1的第一介质柱与两个截面直径为2r2的第二介质柱的轴线分别位于正三角形的三个顶点上、平行排列而成,所述正三角形的边长为L=0.14a;

在所述复杂晶胞中,复杂晶胞中心到该复杂晶胞中的子胞正三角形中心的距离是R;定义所述子胞中第一介质柱位于最靠近复杂晶胞中心位置处、且两个第二介质柱与复杂晶胞中心的距离相同的摆放角度为0°,所述子胞以晶胞中心为旋转中心顺时针旋转的角度为θ,θ的取值范围为0~60°;

在r1=r2,θ=0°的前提下:

满足条件 的光子晶体结构具有双重狄拉克锥;

满足条件 的光子晶体结构PC1具有拓扑非平庸性质;

满足条件 的光子晶体结构PC2具有拓扑平庸性质;

所述光波导由拓扑非平庸性质的光子晶体结构PC1与具有拓扑平庸性质光子晶体结构PC2构成,两者之间具有交界面;

r1=r2=0.04a,所述光子晶体结构PC1的 所述光子晶体结构PC2的所述光波导的工作带宽为0.662(2πc/a)~0.691(2πc/a),其中c为光速。

2.具有复杂晶胞的光子晶体结构构建的光波导,其特征在于,所述复杂晶胞是由6个子胞按照C6结构排列而成,且截面为正六边形结构;多个复杂晶胞之间边与边相邻、且呈阵列方式排列构成所述光子晶体结构,相邻两个所述复杂晶胞中心之间的距离为晶格常数a;

所述子胞为一个截面直径为2r1的第一介质柱与两个截面直径为2r2的第二介质柱的轴线分别位于正三角形的三个顶点上、平行排列而成,所述正三角形的边长为L=0.14a;

在所述复杂晶胞中,复杂晶胞中心到该复杂晶胞中的子胞正三角形中心的距离是R;定义所述子胞中第一介质柱位于最靠近复杂晶胞中心位置处、且两个第二介质柱与复杂晶胞中心的距离相同的摆放角度为0°,所述子胞以晶胞中心为旋转中心顺时针旋转的角度为θ,θ的取值范围为0~60°;

在 的前提下,

满足条件r1

满足条件r1>r2的光子晶体结构PC4具有拓扑平庸性质;

所述光波导由拓扑非平庸性质的光子晶体结构PC3与具有拓扑平庸性质光子晶体结构PC4构成,两者之间具有交界面;

所述光子晶体结构PC3的r1==0.09a,r2=0.04a;所述光子晶体结构PC4的r1=0.04a,r2=0.07a;所述光波导的工作带宽为0.485(2πc/a)~0.515(2πc/a)。

3.具有复杂晶胞的光子晶体结构构建的光波导,其特征在于,所述复杂晶胞是由6个子胞按照C6结构排列而成,且截面为正六边形结构;多个复杂晶胞之间边与边相邻、且呈阵列方式排列构成所述光子晶体结构,相邻两个所述复杂晶胞中心之间的距离为晶格常数a;

所述子胞为一个截面直径为2r1的第一介质柱与两个截面直径为2r2的第二介质柱的轴线分别位于正三角形的三个顶点上、平行排列而成,所述正三角形的边长为L=0.14a;

在所述复杂晶胞中,复杂晶胞中心到该复杂晶胞中的子胞正三角形中心的距离是R;定义所述子胞中第一介质柱位于最靠近复杂晶胞中心位置处、且两个第二介质柱与复杂晶胞中心的距离相同的摆放角度为0°,所述子胞以晶胞中心为旋转中心顺时针旋转的角度为θ,θ的取值范围为0~60°;

在r1=r2, 的前提下,

满足条件θ=12°或θ=48°的光子晶体结构具有双重狄拉克锥;

满足条件12°<θ<48°光子晶体结构PC5具有拓扑平庸性质;

满足条件0°<θ<12°和48°<θ<60°光子晶体结构PC6具有拓扑非平庸性质;

所述光波导由拓扑非平庸性质的光子晶体结构PC5与具有拓扑平庸性质光子晶体结构PC6构成,两者之间具有交界面;

r1=r2=0.04a, 所述光子晶体结构PC5的θ=0°;所述光子晶体结构PC6的θ=

15°;所述光波导的工作带宽为0.68(2πc/a)~0.70(2πc/a)。

4.根据权利要求1‑3中任一项所述光波导,其特征在于,所述第一介质柱、第二介质柱的材质均为硅,晶格常数a=1000nm。