基于光子晶体材料异质结构的快光波导器件

技术特征：
1.一种基于光子晶体材料异质结构的快光波导器件，其特征在于，包括芯层以及设于所述芯层上下两侧结构对称的包层，所述芯层包括多个规律性排列的第一光子晶体，所述包层包括多个规律性排列的第二光子晶体，所述第一光子晶体包括硅基板以及设置在所述硅基板上的环形空气柱，所述第二光子晶体包括硅基板以及设置在所述硅基板上的圆形空气柱，在入射波频率在1.9322e14hz-1.9328e14hz范围内，所述第一光子晶体和第二光子晶体均为左手材料并且均具有负折射率。2.根据权利要求1所述的基于光子晶体材料异质结构的快光波导器件，其特征在于，所述快光波导器件为三层平板结构，所述芯层与所述包层均为晶体结构为六方晶系并严格按照晶格的结构紧密相接以形成异质结构。3.根据权利要求1所述的基于光子晶体材料异质结构的快光波导器件，其特征在于，所述第一光子晶体以第一周期性排列构成第一厚度的所述芯层，所述第二光子晶体以第二周期性排列构成第二厚度的所述包层，所述第一周期性和所述第二周期性的数量根据散射边界条件设定。4.根据权利要求3所述的基于光子晶体材料异质结构的快光波导器件，其特征在于，所述第一周期性排列的数量为4，所述第二周期性排列的数量为3。5.根据权利要求1所述的基于光子晶体材料异质结构的快光波导器件，其特征在于，所述第一光子晶体和所述第二光子晶体均为二维核-壳结构。6.根据权利要求1所述的基于光子晶体材料异质结构的快光波导器件，其特征在于，所述第一光子晶体的晶格常数a＝1.096um，所述环形空气柱的内圆半径r1＝0.14959um，外圆半径r2＝0.48485um。7.根据权利要求1所述的基于光子晶体材料异质结构的快光波导器件，其特征在于，所述第二光子晶体的晶格常数a＝1.096um，所述圆形空气柱的半径r＝0.4429um。8.根据权利要求1所述的基于光子晶体材料异质结构的快光波导器件，其特征在于，所述第一光子晶体和所述第二光子晶体的能带均在γ点出现偶然的三重简并点。9.根据权利要求8所述的基于光子晶体材料异质结构的快光波导器件，其特征在于，当所述快光波导器件的入射波频率在1.9322e14hz-1.9328e14hz范围内皆产生快光。10.根据权利要求1所述的基于光子晶体材料异质结构的快光波导器件，其特征在于，当入射波为调制高斯脉冲，且载波频率信息为1.93224e14hz和1.93230e14hz时，在所述快光波导器件中发生反向传播。

技术总结
本实用新型公开了一种基于光子晶体材料异质结构的快光波导器件，包括芯层以及设于芯层上下两侧结构对称的包层，芯层包括多个规律性排列的第一光子晶体，包层包括多个规律性排列的第二光子晶体，第一光子晶体包括硅基板和环形空气柱，第二光子晶体包括硅基板和圆形空气柱，在入射波频率在1.9322E14Hz-1.9328E14Hz范围内，第一光子晶体和第二光子晶体均为左手材料并且均具有负折射率。本实用新型利用了基于左手材料的三层平板波导存在反常色散的特性，表现为波导传播常数β与频率f呈现出负相关关系，并在1.9322E14Hz到1.9328E14Hz的频率范围内实现产生快光的功能。由于波导宽度在纳米级别，解决集成光学中波导微型化、高传输带宽、低传输损耗的问题，为未来集成光学提供一种极佳解决方案。未来集成光学提供一种极佳解决方案。未来集成光学提供一种极佳解决方案。


技术研发人员：何真 邱伟彬
受保护的技术使用者：华侨大学
技术研发日：2022.01.17
技术公布日：2022/6/6