基于拓扑光子晶体的平板结构及红外传感器制造技术

本申请提供了一种基于拓扑光子晶体的平板结构，包括多个超单元，多个超单元沿第一方向和第二方向阵列排布，并形成矩阵；超单元包括拓扑非平凡结构和拓扑平凡结构，拓扑平凡结构围设于拓扑非平凡结构的外周侧；拓扑非平凡结构包括多个拓扑非平凡单元，多个拓扑非平凡单元沿第一方向和第二方向阵列排布，并形成矩阵；拓扑平凡结构包括多个拓扑平凡单元，多个拓扑平凡单元形成矩阵。本申请还提供了一种红外传感器，包括平板结构和传感器本体，平板结构设于传感器本体。本申请提供的基于拓扑光子晶体的平板结构，拓扑拐角态能够与空气发生的相互作用，因此拓扑拐角态的共振特性对环境折射率敏感。射率敏感。射率敏感。

【技术实现步骤摘要】
基于拓扑光子晶体的平板结构及红外传感器


[0001]本专利技术属于一种光电
，具体是涉及到一种基于拓扑光子晶体的平板结构及红外传感器。

技术介绍

[0002]光子晶体通过引入周期性介电常数来模仿固体中原子带来的周期性电势，从而引入光子能带的概念。通过光子禁带，光子晶体能够构建波导与微腔结构，实现光在微尺度下的传输与局域，并能够应用于片上集成光路与器件之中。
[0003]随着拓扑光子系统的集成度不断增加，拓扑波导(微腔)之间的间距会不可避免地被缩小，这将导致光学拓扑态之间通过倏逝场的方式发生模场耦合，从而改变拓扑态的一些物理特性。并且基于光子晶体拓扑态的相关工作大多聚焦于实现片上光器件应用，即从平面内实现光波导模式的引入、传输与处理。在相关
中，由于拓扑光子晶体的排列方式不同，导致拓扑光子晶体组成的平板结构对环境折射率的变化不敏感，从而导致拓扑光子晶体的适用范围减小。

技术实现思路

[0004]本申请实施例的目的在于提供一种基于拓扑光子晶体的平板结构及红外传感器，以解决现有技术中存在的对拓扑光子晶体的对环境折射率的变化不敏感的技术问题。
[0005]为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：提供一种基于拓扑光子晶体的平板结构，包括：
[0006]多个超单元，多个所述超单元沿第一方向和第二方向阵列排布，并形成矩阵；所述超单元包括拓扑非平凡结构和拓扑平凡结构，所述拓扑平凡结构围设于所述拓扑非平凡结构的外周侧；所述拓扑非平凡结构包括多个拓扑非平凡单元，多个所述拓扑非平凡单元沿第一方向和第二方向阵列排布，并形成矩阵；所述拓扑平凡结构包括多个拓扑平凡单元，多个所述拓扑平凡单元形成矩阵。
[0007]可选地，所述拓扑非平凡单元的数量设置为九个，所述拓扑平凡单元的数量设置为十六个。
[0008]可选地，多个所述拓扑非平凡单元形成的矩阵设置为正方形；多个所述拓扑平凡单元形成的矩阵设置为正方形。
[0009]可选地，每四个所述拓扑非平凡单元围合形成有第一空气孔；各所述拓扑平凡单元开设有第二空气孔。
[0010]可选地，所述拓扑非平凡单元包括第一主体和第二主体，所述第二主体固定连接于所述第一主体，所述第一主体和所述第二主体交叉分布，并形成有四个槽体；其中，每相邻的四个所述槽体围合形成所述第一空气孔。
[0011]可选地，所述第一空气孔和所述第二空气孔垂直于第三方向的截面设置为正方形或圆形。
[0012]可选地，所述第一空气孔和所述第二空气孔垂直于第三方向的截面边长为1.37微米
‑
1.39微米；所述第一空气孔和所述第二空气孔垂直于第三方向的截面直径为1.37微米
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1.39微米。
[0013]可选地，所述拓扑非平凡单元的晶格常数和所述拓扑平凡单元的晶格常数均为2.03微米。
[0014]可选地，所述拓扑非平凡单元沿第三方向的厚度和所述拓扑平凡单元沿第三方向的厚度均为4.2微米
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4.3微米。
[0015]本申请实施例还提供一种红外传感器，包括所述平板结构和传感器本体，所述平板结构设于所述传感器本体。
[0016]本申请提供的基于拓扑光子晶体的平板结构的有益效果在于：
[0017]本申请实施例提供的基于拓扑光子晶体的平板结构，利用不同的光子晶体单元构型以使超单元具有拓扑非平凡单元和拓扑平凡单元，再通过排列超单元，以使每个超单元为一个二阶拓扑绝缘体，支持拓扑拐角态，周期性排列使得拓扑拐角态相互耦合，能够在第一方向和第二方向所形成的平面内无限延展。其中，拓扑拐角态能够与空气发生的相互作用，因此拓扑拐角态的共振特性对环境折射率敏感。
[0018]本申请提供的红外传感器的有益效果在于：
[0019]本申请实施例提供的红外传感器，利用拓扑拐角态对环境折射率敏感的特性，相较于其他类型的光子传感器，具有高灵敏度等优势。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为本申请实施例提供的基于拓扑光子晶体的平板结构的立体图；
[0022]图2为本申请实施例提供的基于拓扑光子晶体的平板结构的第一数据图；
[0023]图3为本申请实施例提供的基于拓扑光子晶体的平板结构的第二数据图；
[0024]图4为本申请实施例提供的基于拓扑光子晶体的平板结构的第三数据图；
[0025]图5为本申请实施例提供的基于拓扑光子晶体的平板结构的第四数据图；
[0026]图6为本申请实施例提供的基于拓扑光子晶体的平板结构的拓扑平凡单元平面图；
[0027]图7为本申请实施例提供的基于拓扑光子晶体的平板结构的拓扑非平凡单元平面图；
[0028]图8为本申请实施例提供的基于拓扑光子晶体的平板结构的第五数据图。
[0029]其中，图中各附图标记：
[0030]1、超单元；11、拓扑非平凡结构；111、拓扑非平凡单元；1111、第一主体；1112、第二主体；1113、槽体；112、第一空气孔；12、拓扑平凡结构；121、拓扑平凡单元；122、第二空气孔。
具体实施方式
[0031]为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0032]需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
[0033]需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
[0034]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0035]基于此，本专利技术提供了一种基于拓扑光子晶体的平板结构及红外传感器，该平板结构具有高灵敏度等优良性能。
[0036]如图1至图7所示，本申请实施例提供了一种基于拓扑光子晶体的平板结构，包括多个超单元1，多个超单元1沿第一方向和第二方向阵列排布本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于拓扑光子晶体的平板结构，其特征在于，包括：多个超单元，多个所述超单元沿第一方向和第二方向阵列排布，并形成矩阵；所述超单元包括拓扑非平凡结构和拓扑平凡结构，所述拓扑平凡结构围设于所述拓扑非平凡结构的外周侧；所述拓扑非平凡结构包括多个拓扑非平凡单元，多个所述拓扑非平凡单元沿第一方向和第二方向阵列排布，并形成矩阵；所述拓扑平凡结构包括多个拓扑平凡单元，多个所述拓扑平凡单元形成矩阵。2.如权利要求1所述的基于拓扑光子晶体的平板结构，其特征在于，所述拓扑非平凡单元的数量设置为九个，所述拓扑平凡单元的数量设置为十六个。3.如权利要求1所述的基于拓扑光子晶体的平板结构，其特征在于，多个所述拓扑非平凡单元形成的矩阵设置为正方形；多个所述拓扑平凡单元形成的矩阵设置为正方形。4.如权利要求1所述的基于拓扑光子晶体的平板结构，其特征在于，每四个所述拓扑非平凡单元围合形成有第一空气孔；各所述拓扑平凡单元开设有第二空气孔。5.如权利要求4所述的基于拓扑光子晶体的平板结构，其特征在于，所述拓扑非平凡单元包括第一主体和第二主体，所述第二主体固定连接于所述第一主体，所述第一主体和所述第二主体交叉分布，并形成有四个槽体；其中，每相邻的四个所述槽体...

【专利技术属性】
技术研发人员：张兆健，杨俊波，陈欢，张振福，杜特，姜鑫鹏，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：