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专利号: 2021112968507
申请人: 江苏大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 光学
更新日期:2024-11-06
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种能够实现拓扑边界态和/或零维角态的拓扑光通信器件,其特征在于,包括由第一晶胞周期性排列形成的第一光子晶体模块(PC1)、由第二晶胞周期性排列形成的第二光子晶体模块(PC2);

所述第一晶胞是由在空气背景中的一个半径为R1的硅介质柱构成的原胞,按照四方晶格结构排列而成第一光子晶体模块(PC1);

所述第二晶胞是由硅介质基底上的一个半径为R2空气孔构成的原胞,按照四方晶格结构排列而成第二光子晶体模块(PC2);

所述第一晶胞、第二晶胞的晶格常数均为a=519nm。

拓扑平庸的光子晶体(PC1)原胞是由在空气背景中的一个半径为R1的硅介质柱构成;拓扑非平庸的光子晶体(PC2)原胞是由硅介质基底上的一个半径为R2空气孔构成。并且介质柱和空气孔都按照四方晶格结构排列,两个相邻介质柱或两个相邻空气孔之间的距离为晶格常数a=519nm。

2.根据权利要求1所述的拓扑光通信器件,其特征在于,硅介质柱的半径R1=0.3a;空气孔的半径R2=0.48a。

3.根据权利要求2所述的拓扑光通信器件,其特征在于,所述第一光子晶体模块(PC1)与第二光子晶体模块(PC2)具有一个交界面,所述拓扑光通信器件能够实现拓扑边界态。

4.根据权利要求2所述的拓扑光通信器件,其特征在于,所述第一光子晶体模块(PC1)与第二光子晶体模块(PC2)的交界面至少有两个相交的不同交界面,在不同的交界面相交的位置能够实现局域的零维拓扑角态。

5.根据权利要求3所述的拓扑光通信器件,其特征在于,所述第一光子晶体模块(PC1)与第二光子晶体模块(PC2)的共同光子带隙为144.02THz‑179.47THz;所述拓扑边界态的频率范围为135.94THz‑155.07THz;仅供144.02THz‑155.07THz范围内的光在沿着第一光子晶体模块(PC1)与第二光子晶体模块(PC2)的交界面处单向传输。

6.根据权利要求4所述的拓扑光通信器件,其特征在于,第二光子晶体模块(PC2)为16×16的第二晶胞构成,所述第一光子晶体模块(PC1)为在第二光子晶体模块(PC2)外围的三排第一晶胞构成;所述第一光子晶体模块(PC1)与第二光子晶体模块(PC2)具有四个两两相交的交界面,具有四个零维拓扑角态的传输通道。

7.根据权利要求6所述的拓扑光通信器件,其特征在于,四个零维拓扑角态的传输通道适用的频率为169THz。