[发明专利]一种线性渐变结构的二维光子晶体

摘要

一种二维线性渐变结构光子晶体，包括由低介电常数材料为基质，高介电常数材料柱体嵌入所述基质材料中，呈正四边形分布，在空间上周期排列而成。每个单元原胞中，柱体半径以一定的步长在波的传播方向上呈线性递增或递减，垂直于波传播方向柱体半径不变，两个方向上柱体中心距均为晶格常数。本发明通过优化结构参量，在较低介质比的情况下，相对带隙宽度是标准正四边形结构的近200%；在更高介质比的情况下带隙宽度可达标准结构的2~5倍。本发明相对于传统结构，带隙率提高很大，相对于其他复式结构，设计简单，使用者可以根据需要调节材料和结构参量，选取所需的禁带范围，对二维光子晶体的设计、制备和应用具有重要价值。

主权项

1.一种线性渐变结构的二维光子晶体，其特征在于：所述的光子晶体结构包括一种低介电常数的平板基质和另一种高介电常数的柱体介质，高介电常数的柱体介质填充在低介电常数的平板基质内，每个单元中柱体介质的半径以一定的步长线性变化，沿电磁波传播方向高介电常数柱体半径先线性增大，再线性减小，垂直于传播方向柱体半径不变，呈正四边形分布；所述的高介电常数的柱体介质为类硅或陶瓷材料，低介电常数的平板基质为聚乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯类材料；在波的传播方向上，所述的柱体介质半径以r0为基准半径，其两边依次以rn=r0±nΔ递增或递减，达到最大后再以此规律递减或递增；垂直于波传播方向柱体介质的半径不变，形成m×n(m≥1,n≥3)的复式晶胞结构；波传播方向和垂直于波传播方向上相邻两个柱体介质的距离均为a；其中，r0为基准柱体介质的半径，rn为其两边柱体介质的半径，Δ为变化的步长，a为晶格常数。