一种能够实现拓扑边界态和/或零维角态的拓扑光通信器件的制作方法

技术特征：
1.一种能够实现拓扑边界态和/或零维角态的拓扑光通信器件，其特征在于，包括由第一晶胞周期性排列形成的第一光子晶体模块(pc1)、由第二晶胞周期性排列形成的第二光子晶体模块(pc2)；所述第一晶胞是由在空气背景中的一个半径为r1的硅介质柱构成的原胞，按照四方晶格结构排列而成第一光子晶体模块(pc1)；所述第二晶胞是由硅介质基底上的一个半径为r2空气孔构成的原胞，按照四方晶格结构排列而成第二光子晶体模块(pc2)；所述第一晶胞、第二晶胞的晶格常数均为a＝519nm。拓扑平庸的光子晶体(pc1)原胞是由在空气背景中的一个半径为r1的硅介质柱构成；拓扑非平庸的光子晶体(pc2)原胞是由硅介质基底上的一个半径为r2空气孔构成。并且介质柱和空气孔都按照四方晶格结构排列，两个相邻介质柱或两个相邻空气孔之间的距离为晶格常数a＝519nm。2.根据权利要求1所述的拓扑光通信器件，其特征在于，硅介质柱的半径r1＝0.3a；空气孔的半径r2＝0.48a。3.根据权利要求2所述的拓扑光通信器件，其特征在于，所述第一光子晶体模块(pc1)与第二光子晶体模块(pc2)具有一个交界面，所述拓扑光通信器件能够实现拓扑边界态。4.根据权利要求2所述的拓扑光通信器件，其特征在于，所述第一光子晶体模块(pc1)与第二光子晶体模块(pc2)的交界面至少有两个相交的不同交界面，在不同的交界面相交的位置能够实现局域的零维拓扑角态。5.根据权利要求3所述的拓扑光通信器件，其特征在于，所述第一光子晶体模块(pc1)与第二光子晶体模块(pc2)的共同光子带隙为144.02thz-179.47thz；所述拓扑边界态的频率范围为135.94thz-155.07thz；仅供144.02thz-155.07thz范围内的光在沿着第一光子晶体模块(pc1)与第二光子晶体模块(pc2)的交界面处单向传输。6.根据权利要求4所述的拓扑光通信器件，其特征在于，第二光子晶体模块(pc2)为16
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16的第二晶胞构成，所述第一光子晶体模块(pc1)为在第二光子晶体模块(pc2)外围的三排第一晶胞构成；所述第一光子晶体模块(pc1)与第二光子晶体模块(pc2)具有四个两两相交的交界面，具有四个零维拓扑角态的传输通道。7.根据权利要求6所述的拓扑光通信器件，其特征在于，四个零维拓扑角态的传输通道适用的频率为169thz。

技术总结
本发明设计了一种能够实现拓扑边界态和/或零维角态的拓扑光通信器件，包括由第一晶胞周期性排列形成的第一光子晶体模块(PC1)、由第二晶胞周期性排列形成的第二光子晶体模块(PC2)；所述第一晶胞是由在空气背景中的一个半径为R1的硅介质柱构成的原胞，按照四方晶格结构排列而成第一光子晶体模块(PC1)；所述第二晶胞是由硅介质基底上的一个半径为R2空气孔构成的原胞，按照四方晶格结构排列而成第二光子晶体模块(PC2)；所述第一晶胞、第二晶胞的晶格常数均为a＝519nm。本发明所述的拓扑光通信器件，能够支持一维拓扑边界态和零维角态。能够支持一维拓扑边界态和零维角态。能够支持一维拓扑边界态和零维角态。


技术研发人员：高永锋 金梦成 阿依加玛丽
受保护的技术使用者：江苏大学
技术研发日：2021.11.02
技术公布日：2022/3/15