[发明专利]一种高耦合效率的复合型二维光子晶体的设计方法

权利要求书

1.一种高耦合效率的复合型二维光子晶体的设计方法，其特征在于以下步骤：

(1)根据工作波长λ，选择合适的二维光子晶体的介质柱材料和背景介质材料；

(2)设介质柱和背景介质构成的二维光子晶体的晶格周期为常数a；

(3)取介质柱的截面尺寸为D，假设垂直于纸面向外方向为z轴正方向，介质柱沿z方向放置并固定；

(4)设计一个长为M×a，宽为N×a的二维光子晶体结构，假设长边所在的方向为水平方向，取水平向右的方向为x轴正方向，垂直于x方向并且向上的方向为y轴正方向；

(5)取该二维光子晶体在x方向上的中间位置，并且将该位置及由该位置沿y方向向上的所有介质柱丢失，形成波导结构，入射光从光子晶体结构下方入射进该波导结构；

(6)将该二维光子晶体出射层的所有介质柱截面尺寸减小为r，并且将这一层第偶数个介质柱向下方平移d，形成褶皱结构；

(7)将褶皱层下面一层介质柱中的第偶数个晶格去掉，形成点缺陷结构；一种高耦合效率的复合型二维光子晶体结构设计完成；

(8)利用现有技术手段完成上述设计所得结构的制作。

2.根据权利要求1所述的一种高耦合效率的复合型光子晶体结构，其特征在于，步骤(1)中的二维光子晶体的介质柱材料为二氧化硅、玻璃、硅、锗、或砷化钾，背景介质材料为空气。

3.根据权利要求1所述的一种高耦合效率的复合型二维光子晶体结构，其特征在于，步骤(2)中的二维光子晶体晶格周期a可以为λ/3到λ/2.5。

4.根据权利要求1所述的一种高耦合效率的复合型二维光子晶体结构，其特征在于，步骤(3)中的介质柱可以是圆柱形或方形。

5.根据权利要求1所述的一种高耦合效率的复合型二维光子晶体结构，其特征在于，步骤(3)中的介质柱的截面尺寸D为0.4a到0.8a，并且介质柱按正方形方式排列。

6.根据权利要求1所述的一种高耦合效率的复合型二维光子晶体结构，其特征在于，步骤(4)中的M，N均为大于等于1的整数。

7.根据权利要求1所述的一种高耦合效率的复合型二维光子晶体结构，其特征在于，步骤(5)中的波导结构宽度为2a。

8.根据权利要求1所述的一种高耦合效率的复合型二维光子晶体结构，其特征在于，步骤(6)中的出射面介质柱晶格的截面尺寸D′减小为0.1a到0.3a。

9.根据权利要求1所述的一种高耦合效率的复合型二维光子晶体结构，其特征在于，步骤(6)中的第偶数个晶格向下平移的距离d为0.1a到0.5a。

10.根据权利要求1所述的一种高耦合效率的复合型二维光子晶体结构，其特征在于，步骤(6)中的褶皱结构的晶格单元周期为2a。