[发明专利]一种基于零维拓扑角态的光子晶体窄带滤波器

权利要求书

1.一种基于零维拓扑角态的光子晶体窄带滤波器，其特征在于：所述的光子晶体窄带滤波器包括第一晶胞周期性排列形成的第一光子晶体电介质平板、第二晶胞周期性排列形成的第二光子晶体电介质平板；

所述的第一晶胞、第二晶胞均为正方晶格光子晶体；其中，在位于第一晶胞内的四个角落均设有第一空气孔；位于第二晶胞内的晶胞中心处设有第二空气孔；

所述的第一光子晶体电介质平板、第二光子晶体电介质平板的连接边界有两条，两条连接边界的交界处构成存在零维拓扑角态的拐角结构；

所述的第一光子晶体电介质平板与第二光子晶体电介质平板连接的一侧的部分第一空气孔填充光子晶体电介质形成光子晶体缺陷波导；由拐角结构处至光子晶体缺陷波导的距离为Lc；每条连接边界相应的形成一条光子晶体缺陷波导；

所述的光子晶体缺陷波导向第一光子晶体电介质平板外延伸形成条形波导，共形成两条条形波导；

通过改变拐角结构与光子晶体缺陷波导的距离Lc来改变耦合系数，进而调整滤波器的滤波效果；第一晶胞为非平庸拓扑相，其二维扎克相位为(π,π)；第二晶胞为平庸拓扑相，其二维扎克相位为(0,0)。

2.根据权利要求1所述的基于零维拓扑角态的光子晶体窄带滤波器，其特征在于：所述的第一晶胞、第二晶胞的晶格常数相同，晶格常数a＝450nm。

3.根据权利要求2所述的基于零维拓扑角态的光子晶体窄带滤波器，其特征在于：所述的第一晶胞内的第一空气孔、所述的第二晶胞内的第二空气孔均设置成正方形孔。

4.根据权利要求3所述的基于零维拓扑角态的光子晶体窄带滤波器，其特征在于：所述的第一晶胞内的第一空气孔的长度为0.3a。

5.根据权利要求4所述的基于零维拓扑角态的光子晶体窄带滤波器，其特征在于：所述的第二晶胞内的第二空气孔的长度为0.6a。

6.根据权利要求5所述的基于零维拓扑角态的光子晶体窄带滤波器，其特征在于：所述的第一光子晶体电介质平板和第二光子晶体电介质平板构成的整体大小为40a*40a。

7.根据权利要求6所述的基于零维拓扑角态的光子晶体窄带滤波器，其特征在于：所述条形波导的宽度为a，长度为100a。

8.根据权利要求7所述的基于零维拓扑角态的光子晶体窄带滤波器，其特征在于：所述的第一光子晶体电介质平板、第二光子晶体电介质平板、条形波导均采用硅制备而成，其折射率为3.464。

9.根据权利要求8所述的基于零维拓扑角态的光子晶体窄带滤波器，其特征在于：所述的第一光子晶体电介质平板、第二光子晶体电介质平板、条形波导的厚度均为220nm。

10.根据权利要求9所述的基于零维拓扑角态的光子晶体窄带滤波器，其特征在于：所述的第一光子晶体电介质平板、第二光子晶体电介质平板、条形波导上下背景材料均为空气，折射率为1。