[发明专利]一种二维组合型光子晶体及其应用

权利要求书

1.一种二维组合型光子晶体，其特征在于，包括上半部分光子晶体及下半部分光子晶体，所述上半部分光子晶体连接所述下半部分光子晶体，所述上半部分光子晶体为三角晶格光子晶体，所述三角晶格光子晶体包括平板状基部及在所述平板状基部上设置的按三角晶格周期性排布的原胞单元，所述下半部分光子晶体为正方晶格光子晶体，所述正方晶格光子晶体包括平板状基部及在所述平板状基部上设置的按正方晶格周期性排布的原胞单元，所述平板状基部的材质为硅介质，所述硅介质的折射率n为3.4，所述原胞单元为圆柱形介质柱，所述圆柱形介质柱为空气柱，所述三角晶格光子晶体晶格常数a为1，所述三角晶格光子晶体的空气柱横截面半径r为0.25a，所述正方晶格光子晶体晶格常数为0.6a，所述正方晶格光子晶体的空气柱横截面半径r为0.21a，在所述正方晶格光子晶体中，光束自准直传播方向ΓM沿水平方向即沿ΓX方向引入一矩形空气缺陷，所述光束自准直传播方向ΓM与所述正方晶格光子晶体中的等频线的形状垂直，在所述三角晶格光子晶体中，光束自准直传播方向ΓM沿竖直方向引入实现入射光束30°、60°、150°及210°偏转的另一矩形空气缺陷，所述光束自准直传播方向ΓM与所述三角晶格光子晶体中的等频线的形状垂直。

2.根据权利要求1所述的一种二维组合型光子晶体，其特征在于，所述三角晶格光子晶体中的所述空气柱按照51行×21列排列在所述平板状基部上，所述正方晶格光子晶体中的所述空气柱按照59行×40列排列在所述平板状基部上，所述矩形空气缺陷长为24a,所述矩形空气缺陷宽为4a，所述正方晶格光子晶体中的矩形空气缺陷与所述三角晶格光子晶体中的矩形空气缺陷大小相同。

3.根据权利要求1所述的一种二维组合型光子晶体，其特征在于，在所述三角晶格光子晶体中，沿向量方向引入一所述矩形空气缺陷。

4.根据权利要求1所述的一种二维组合型光子晶体，其特征在于，在所述三角晶格光子晶体中，沿向量方向引入一所述矩形空气缺陷。

5.根据权利要求1所述的一种二维组合型光子晶体，其特征在于，在所述三角晶格光子晶体中，沿向量方向引入一所述矩形空气缺陷。

6.根据权利要求1所述的一种二维组合型光子晶体，其特征在于，在所述三角晶格光子晶体中，沿向量方向引入一所述矩形空气缺陷。

7.根据权利要求3所述的二维组合型光子晶体的应用，其特征在于，具体步骤包括：

(1)使用FDTD方法模拟光束的传输，频率为0.3c/a的TE偏振的线光源发出的入射光束从所述正方晶格光子晶体左侧垂直入射；

(2)入射光束进入所述正方晶格光子晶体，沿其自准直传播方向即水平方向传播，遇到所述正方晶格光子晶体的矩形空气缺陷后，传播方向偏转45°，然后沿竖直方向传播进入所述三角晶格光子晶体，其自准直方向沿竖直方向，光束传输方向不变，继续沿竖直方向传播，遇到所述三角晶格光子晶体的矩形空气缺陷后，传播方向向左偏转60°，入射光束的方向沿水平方向，出射光束方向与入射光束相比偏转150°。

8.根据权利要求4所述的二维组合型光子晶体的应用，其特征在于，具体步骤包括：

(1)使用FDTD方法模拟光束的传输，频率为0.3c/a的TE偏振的线光源发出的入射光束从所述正方晶格光子晶体左侧垂直入射；

(2)入射光束进入所述正方晶格光子晶体，沿其自准直传播方向即水平方向传播，遇到所述正方晶格光子晶体的矩形空气缺陷后，传播方向偏转45°，然后沿竖直方向传播进入所述三角晶格光子晶体，其自准直方向沿竖直方向，光束传输方向不变，继续沿竖直方向传播，遇到所述三角晶格光子晶体的矩形空气缺陷后，出射光束传播方向向右偏转60°，入射光束的方向沿水平方向，出射光束方向与入射光束相比偏转60°。