1.一种多通道和多频段的拓扑波分复用器,其特征在于,包括二维拓扑谷光子晶体A、二维拓扑谷光子晶体B、二维拓扑谷光子晶体C、二维拓扑谷光子晶体D、激发源;
所述二维拓扑谷光子晶体A、二维拓扑谷光子晶体B、二维拓扑谷光子晶体C和二维拓扑谷光子晶体D中三角形柱沿直角坐标系中x方向和y方向周期排列,构成三角晶格;
所述二维拓扑谷光子晶体A中三角形柱以原胞为中心沿着逆时针方向旋转30°,三角形柱顶角与直角坐标系中x方向的夹角为30°,设定逆时针旋转为正方向;
所述二维拓扑谷光子晶体B三角形柱以原胞为中心沿着逆时针方向旋转-30°;
所述二维拓扑谷光子晶体C三角形柱以原胞为中心沿着逆时针方向旋转-15°;
所述二维拓扑谷光子晶体D三角形柱以原胞为中心沿着逆时针方向旋转-5°;
所述二维拓扑谷光子晶体A在直角坐标系中x方向和y方向各有五个以上的原胞,所述二维拓扑谷光子晶体B、二维拓扑谷光子晶体C和二维拓扑谷光子晶体D嵌入二维拓扑谷光子晶体A之间;
所述二维拓扑谷光子晶体B、二维拓扑谷光子晶体C和二维拓扑谷光子晶体D在直角坐标系x方向的宽度被限制为两个原胞的尺寸。
2.根据权利要求1所述的一种多通道和多频段的拓扑波分复用器,其特征在于,所述二维拓扑谷光子晶体B、二维拓扑谷光子晶体C和二维拓扑谷光子晶体D中三角形柱的旋转角度沿着x方向梯度变化。
3.根据权利要求2所述的一种多通道和多频段的拓扑波分复用器,其特征在于,把二维拓扑谷光子晶体A和二维拓扑谷光子晶体B按照ABA结构放置会形成拓扑界面态横向传输通道和拓扑界面态纵向传输通道;
所述拓扑界面态横向传输通道最左侧为信息输入端口,即激发源激发位置,命名为入射端口P0;
所述拓扑界面态纵向传输通道的最顶部和最底部的两个端口为信息输出端,分别命名为出射端口P1和P2;
将二维拓扑谷光子晶体A和二维拓扑谷光子晶体C按照ACA结构放置,会形成第一横向和纵向传输通道,所述第一横向和纵向传输通道中的纵向传输通道的两个信息输出端命名为出射端口P3和P4;
将二维拓扑谷光子晶体A和二维拓扑谷光子晶体D按照ADA结构放置,会形成第二横向和纵向传输通道,所述第二横向和纵向传输通道中的纵向传输通道的两个信息输出端命名为出射端口P5和P6。
4.根据权利要求3所述的一种多通道和多频段的拓扑波分复用器,其特征在于,通过逐渐旋转三角形柱的角度,构建拓扑谷光子晶体A、B、C和D,从而设计三角形柱旋转角度梯度变化的拓扑谷光子晶体结构,使得宽带电磁波进入到拓扑谷光子晶体横向界面通道后,宽带电磁波的不同频率分量能够被精细分离且捕获在波导的不同位置,从而实现对电磁波时空光谱的精确控制;
所述拓扑界面态横向传输通道包含三个交叉点,在每一个交叉点,上下两个界面态纵向传输通道在一个很小的紧凑区域内将特定频率的电磁波分开向两边传输,从而构成了高性能紧凑型的上下三通道拓扑波分复用器。
5.根据权利要求4所述的一种多通道和多频段的拓扑波分复用器,其特征在于,拓扑谷光子晶体的原胞按照三角晶格结构排列,三角晶格的晶格常数a的数值为22mm。
6.根据权利要求5所述的一种多通道和多频段的拓扑波分复用器,其特征在于,所述三角形柱由金属材料构成,边长为0.432a。
7.根据权利要求6所述的一种多通道和多频段的拓扑波分复用器,其特征在于,所述激发源为线性偏振源,以最左侧三角形柱的中心为坐标原点,激发源的坐标为(-0.5a,-1.44a);激发源位于二维拓扑谷光子晶体A的左端。