一种基于拓扑谷边界态的高效电磁波导制造技术

本发明专利技术公开了一种基于拓扑谷边界态的高效电磁波导，属于拓扑光子晶体技术领域。本发明专利技术所述高效电磁波导包括上金属薄膜层、下金属层和介质基板，上层金属薄膜层位于介质基板的上表面；上金属薄膜层沿x方向包括依次连接的第一渐变过渡段、基片集成拓扑波导段和第二渐变过渡段；下金属层满覆介质基板的下表面。本发明专利技术所述高效电磁波导为基片集成拓扑波导结构，无孔或柱结构，与标准基片集成波导电路完美兼容；通过引入带有锥形渐变部分的微带传输线和三角形过渡结构实现传统导波与拓扑边界波之间的高效耦合与转换，最终实现电磁信号沿波导系统低损耗、高效传输。高效传输。高效传输。

【技术实现步骤摘要】
一种基于拓扑谷边界态的高效电磁波导


[0001]本专利技术属于拓扑光子晶体
，具体涉及一种基于拓扑谷边界态的高效电磁波导。

技术介绍

[0002]拓扑光子学是研究光子的拓扑物理，最近受到了广泛关注。拓扑光子学的研究表明，拓扑光子系统中出现了各种边界或表面态及其独特的现象，包括手性或螺旋边界态的传播、赝自旋动量锁定、拓扑保护折射和费米弧表面态。由于拓扑边界态对缺陷、无序和弯折界面具有对后向散射的免疫性和鲁棒性。因此，有关拓扑光子学的研究已经揭示了各种具有前景的应用，例如背向散射免疫的波导、鲁棒性延迟线、拓扑交叉通道和拓扑激光器。
[0003]最近的研究揭示了一类拓扑边界态，它们出现在具有相反谷Chern数的区域之间的界面上，也称为拓扑谷边界态。拓扑谷边界态已被证明存在于Z字形界面、扶手椅界面以及锯齿形界面和扶手椅界面的任何组合。因此，谷传输在光子学中也有许多潜在的应用，特别是最近报道的基于谷边界态的基片集成拓扑波导。与之前的拓扑谷光子晶体(PhC)波导相比，基片集成拓扑波导结构显示出与平面电路工艺完美兼容。因此，基片集成拓扑波导的提本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于拓扑谷边界态的高效电磁波导，其特征在于，位于xoy平面，关于y轴对称，包括上金属薄膜层、下金属层和介质基板，上层金属薄膜层位于介质基板的上表面；上金属薄膜层沿x方向包括依次连接的第一渐变过渡段、基片集成拓扑波导段和第二渐变过渡段；下金属层满覆介质基板的下表面；第一渐变过渡段与第二渐变过渡段的结构相同，关于x轴对称；第一渐变过渡段包括由左至右依次连接的微带线枝节、锥形渐变微带线和三角形过渡段微带线；微带线枝节的左端延伸至介质基板的左边沿，锥形渐变微带线由微带线枝节的右端延伸至基片集成拓扑波导段的左边沿；三角形过渡段微带线由基片集成拓扑波导段的左边沿向中心位置延伸；三角形过渡段微带线左端的线宽小于锥形渐变微带线右端的线宽；基片集成拓扑波导段中y轴正方向的区域为A区域，y轴负方向的区域为B区域；A区域和B区域分别由若干个原胞按照三角晶格阵列排布构成，A区域和B区域的晶格常数相同；原胞内刻蚀有三个Y型气孔图案，三个Y型气孔图案在原胞中心位置处互相连接；A区域中所有原胞构成第一光子晶体PhC1，B区域中所有原胞构成第二光子晶体PhC2；令y轴正方向的原胞与x轴正方向之间的夹角为0
°
，则y轴负方向的原胞与x轴正方向之间的夹角为180
°
，即A区域和B区域的原胞呈180
°
中心旋转对称且错位排布。2.根据权利要求1所述的基于拓扑谷边界态的高效电磁波导，其特征在于，拓扑波导通道位于下金属层、上金属薄膜层、A区域和B区域构成的畴壁之间。3.根据权利要求1所述的基于拓扑谷边界态的高效电磁波导，其特征在于，A区域和B区域中，基片集成拓扑波导段的沿x轴的长度大于波导波长，沿y轴的宽度大于三倍晶格常数。4.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁锋，韩建飞，王秉中，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：