1.具有拓扑保护的光波导器件,其特征在于,主要由在多层排列的拓扑平庸光子晶体结构中构建树形传输通道,所述传输通道为位于传输通道中的残留晶胞构成,所述残留晶胞为仅保留位于传输通道边界线上的四个保留介质柱,多个依次排列的残留晶胞形成线缺陷结构;
所述拓扑平庸光子晶体结构中的晶胞均由圆形的介质柱呈C6对称的方式排列构成,晶胞的二维截面为正六边形;所述相邻两个晶胞中心的距离为晶格常数a,晶胞中心到介质柱中心的距离R,介质柱的半径大小为r,拓扑平庸性质的晶胞满足a/R>3。
2.根据权利要求1所述的具有拓扑保护的光波导器件,其特征在于,所述介质柱均采用普通硅材料制成。
3.根据权利要求1所述的具有拓扑保护的光波导器件,其特征在于,所述晶格常数a=1μm,线缺陷结构宽度d=1μm,拓扑光子晶体的圆形介质柱的半径r=0.12μm,传输通道中的保留介质柱的半径为可调谐的。
4.根据权利要求1所述的具有拓扑保护的光波导器件,其特征在于,所述树形传输通道的输入端为一个,输出端为多个。
5.基于权利要求1所述的具有拓扑保护的光波导器件的分束器,其特征在于,所述树形传输通道输入通道、输出通道中的保留介质柱半径一致。
6.根据权利要求5所述的分束器,其特征在于,所述保留介质柱的半径为r=0.12μm。
7.根据权利要求6所述的分束器,其特征在于,所述的分束器的工作频域范围为0.436(2πc/a)~0.4717(2πc/a),工作频域范围内的电磁波在所述分束器中呈现单向传输,传输效率整体上高于80%以上。
8.基于权利要求1所述的具有拓扑保护的光波导器件的波分器,其特征在于,所述树形传输通道的输入通道、输出通道中的保留介质柱的半径大小不同。
9.根据权利要求8所述的波分器,其特征在于,所述树形传输通道的输入通道为一个、输出通道为两个的Y型结构,输入通道中保留介质柱的半径为r1=0.12μm,第一输出通道中保留介质柱的半径为r2=0.11μm,第二输出通道中保留介质柱的半径为r3=0.13μm。
10.根据权利要求9所述的波分器,其特征在于,所述的波分器的整体工作频率范围为
0.4536(2πc/a)~0.4717(2πc/a),在工作频率范围0.4536(2πc/a)~0.4623(2πc/a)内的电磁波内的电磁波能够单向向第二输出通道传输,且传输效率在97%;在工作频率范围
0.4623~0.4717(2πc/a)的电磁波能够单向向第一输出通道传输,且传输效率在93%左右。