[发明专利]基于能谷光子晶体拓扑边缘态的全光逻辑或门结构

权利要求书

1.一种基于能谷光子晶体拓扑边缘态的全光逻辑或门结构，其特征在于，包括硅基底(1)；所述硅基底(1)通过第一分界线(2)、第二分界线(3)和第三分界线(4)分成第一区域(5)，第二区域(6)、第三区域(7)和第四区域(8)；所述第二分界线(3)位于光入射方向所在直线上，第一分界线(2)和第三分界线(4)对称设置在其两侧，且其一端连接第二分界线(3)的中部，另一端向远离光入射一侧倾斜后，又向平行于第一分界线(2)并靠近光入射一侧的方向延伸至结构边缘；

所述第一区域(5)和第三区域(7)内，第一圆形空气孔(9)和第四圆形空气孔(12)分别呈三角晶格交错设置形成第一能谷型光子晶体，所述第二区域(6)和第四区域(8)内，第一圆形空气孔(9)和第四圆形空气孔(12)分别呈的三角晶格交错设置形成第二能谷型光子晶体；且所述第二区域(6)、第三区域(7)内的图形分布关于第二分界线(3)对称，第一区域(5)和第四区域(8)内的图形分布关于第二分界线(3)对称；

第一区域(5)和第二区域(6)靠近第一分界线(2)处分别排布有一排第一圆形空气孔(9)形成INA输入波导(13)，第三区域(7)和第四区域(8)靠近第三分界线(4)处排布的第一圆形空气孔(9)被设置为第三圆形空气孔(11)进而形成INB输入波导(14)；第一区域(5)和第四区域(8)靠近第二分界线(3)处排布的第一圆形空气孔(9)被设置为第二圆形空气孔(10)进而形成OUTI输出波导(15)，第二区域(6)和第三区域(7)靠近第二分界线(3)处分别排布的一排第四圆形空气孔(12)被去掉形成OUT2输出波导(16)；

所述第一圆形空气孔(9)、第二圆形空气孔(10)、第三圆形空气孔(11)和第四圆形空气孔(12)的半径分别为r1、r2、r3、r4，其满足条件：r1r2r3r4。

2.根据权利要求1所述的一种基于能谷光子晶体拓扑边缘态的全光逻辑或门结构，其特征在于，所述第一圆形空气孔(9)和第四圆形空气孔(12)形成的三角晶格的晶格常数均为a＝450nm。

3.根据权利要求1所述的一种基于能谷光子晶体拓扑边缘态的全光逻辑或门结构，其特征在于，所述第一圆形空气孔(9)、第二圆形空气孔(10)、第三圆形空气孔(11)和第四圆形空气孔(12)的半径分别为：120nm、116nm、110nm、40nm。

4.根据权利要求1所述的一种基于能谷光子晶体拓扑边缘态的全光逻辑或门结构，其特征在于，所述第一圆形空气孔(9)、第二圆形空气孔(10)、第三圆形空气孔(11)和第四圆形空气孔(12)的深度等于所述硅基底(1)的厚度。

5.根据权利要求1所述的一种基于能谷光子晶体拓扑边缘态的全光逻辑或门结构，其特征在于，所述硅基底(1)的厚度为220nm。

6.根据权利要求1所述的一种基于能谷光子晶体拓扑边缘态的全光逻辑或门结构，其特征在于，所述硅基底(1)的折射率为3.48，第一圆形空气孔(9)、第二圆形空气孔(10)、第三圆形空气孔(11)和第四圆形空气孔(12)的折射率为1。

7.根据权利要求1所述的一种基于能谷光子晶体拓扑边缘态的全光逻辑或门结构，其特征在于，从INA输入波导(13)输入的光波长为1490nm，从INB输入波导(14)输入的光波长为1528nm。