【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微纳与集成光子学，更具体的，涉及一种基于合成参数空间的纳米桥滤波器。
技术介绍
1、滤波器在集成光子学应用中具有至关重要的作用，这些应用包括波分复用器和光谱仪等，滤波器能够有选择性地滤除特定波长的光来发挥光场调控作用。而光子晶体已成为设计滤波器的优良平台。光子晶体是一种人工光学材料，其具有周期结构，并呈现出光子带隙的特征，即光传播被禁止的频率范围。光子晶体的制备工艺与集成光子芯片相兼容，是实现具有独特光场调控功能的片上微纳光子器件的有效方案。
2、传统的光子晶体滤波器通过在光子晶体中引入缺陷，具体而言是通过破坏光子晶体周期性而形成局部缺陷，进而设计出具有缺陷模式的光子晶体滤波器，并实现对特定波长的选择性传输或阻隔。基于光子晶体的滤波器具有微型化的优势，并且可以通过调整所引入缺陷的结构参数来设计传输谱。这种可调传输谱响应能够实现定制的滤波特性。然而，值得注意的是，基于光子晶体的滤波器的可调传输谱响应受到可用参数的限制，这可能会限制可实现的滤波波长范围。
3、近几年来，拓扑光子晶体作为一个迅速发展的研究领域崭露头角，其为以新颖的光场调控方式提供了令人兴奋的前景。在光子器件方面，高性能的波导和拓扑微腔均被提出并实现。然而，实现拓扑纳米光子晶体器件仍然具有挑战性，主要是由于材料限制和设计复杂性。
技术实现思路
1、本专利技术为了解决现有的光子晶体滤波器设计结构复杂以及可调滤波带宽窄的问题，提出一种基于合成维度的光子晶体纳米桥滤波器，其具有设计结构简单，
2、为实现上述本专利技术目的，采用的技术方案如下：
3、一种基于合成参数空间的纳米桥滤波器，包括第一光栅耦合器、第一锥形波导、第一直波导、晶体纳米桥、第二直波导、第二锥形波导及第二光栅耦合器；
4、其中所述晶体纳米桥包括依次拼接的第一晶胞周期性排列形成的第一光子晶体纳米桥、第二晶胞周期性排列形成的第二光子晶体纳米桥；
5、所述第一晶胞内的晶胞中心处设有第一空气孔；所述第二晶胞内的距离晶胞中心δx处设有第二空气孔；所述第一晶胞为平庸拓扑相，其扎克相为零；所述第二晶胞为非平庸拓扑相，其扎克相非零；
6、所述第一光栅耦合器依次与第一锥形波导、第一直波导、晶体纳米桥、第二直波导、第二锥形波导、第二光栅耦合器拼接形成光子晶体纳米桥滤波器。
7、通过在第二晶胞内引入第二空气孔的位移量δx作为一种合成维度，当位移量δx在一个晶胞长度内均匀变化时，其扎克相非零，并能实现大带宽内的不同波长的滤波输出。
8、优选地，所述第一光栅耦合器与第二光栅耦合器的结构相同，宽度均为11μm-13μm，长度均为49μm-51μm，光栅的刻蚀深度均为70nm-80nm，整体高度均为210nm-230nm。
9、优选地，所述第一锥形波导与第二锥形波导的结构相同，最宽的宽度均为11μm-13μm，最窄的宽度均为490nm-510nm，长度均为99μm-101μm，高度均为210nm-230nm。
10、优选地，所述第一直波导与第二直波导的结构相同，宽度均为490nm-510nm，长度均为99μm-101μm，高度均为210nm-230nm。
11、优选地，所述第一晶胞、第二晶胞的晶格常数相同，晶格常数a＝370nm-390nm。
12、优选地，δx的变化范围[-190nm，190nm]。
13、优选地，第一晶胞内的第一空气孔、所述的第二晶胞内的第二空气孔均设置成正方形孔，空气孔大小d＝160nm-180nm。
14、优选地，所述晶体纳米桥的整体宽度为490nm-510nm，长度为2.5μm-3.5μm，高度为210nm-230nm。
15、优选地，所述第一光栅耦合器、第一锥形波导、第一直波导、晶体纳米桥、第二直波导、第二锥形波导及第二光栅耦合器均采用硅制备而成，其折射率为3.464。
16、优选地，所述第一光栅耦合器、第一锥形波导、第一直波导、晶体纳米桥、第二直波导、第二锥形波导及第二光栅耦合器的上下背景材料均为空气，折射率为1。
17、本专利技术的有益效果如下：
18、本专利技术提出的基于合成参数空间的纳米桥滤波器，其利用基于合成维度的设计方法进行光子晶体纳米桥滤波器的设计，设计出的纳米桥滤波器允许在超越传统结构几何维度的更高维度空间中探索拓扑物理现象。具体地，通过引入空气孔的位移量作为一种合成维度，并以此建立空气孔位移量与滤波器滤波波长的关系，进一步通过选择合适的参数，我们能实现大带宽内波长可调的滤波器设计。本专利技术具有设计结构简单，设计原理新颖、占地面积小以及可调滤波波长范围宽等突出优点，有望为实现实用的拓扑纳米光子晶体器件开辟了新的可能性。
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1.一种基于合成参数空间的纳米桥滤波器，其特征在于：包括第一光栅耦合器(1)、第一锥形波导(2)、第一直波导(3)、晶体纳米桥(4)、第二直波导(5)、第二锥形波导(6)及第二光栅耦合器(7)；
2.根据权利要求1所述的基于合成参数空间的纳米桥滤波器，其特征在于：所述第一光栅耦合器(1)与第二光栅耦合器(7)的结构相同，宽度均为11μm-13μm，长度均为49μm-51μm，光栅的刻蚀深度均为70nm-80nm，整体高度均为210nm-230nm。
3.根据权利要求1所述的基于合成参数空间的纳米桥滤波器，其特征在于：所述第一锥形波导(2)与第二锥形波导(6)的结构相同，最宽的宽度均为11μm-13μm，最窄的宽度均为490nm-510nm，长度均为99μm-101μm，高度均为210nm-230nm。
4.根据权利要求1所述的基于合成参数空间的纳米桥滤波器，其特征在于：所述第一直波导(3)与第二直波导(5)的结构相同，宽度均为490nm-510nm，长度均为99μm-101μm，高度均为210nm-230nm。
5.根据权利要求1所
6.根据权利要求1所述的基于合成参数空间的纳米桥滤波器，其特征在于：Δx的变化范围[-190nm，190nm]。
7.根据权利要求1所述的基于合成参数空间的纳米桥滤波器，其特征在于：第一晶胞(801)内的第一空气孔(801)、所述的第二晶胞(901)内的第二空气孔(901)均设置成正方形孔，空气孔大小d＝160nm-180nm。
8.根据权利要求1所述的基于合成参数空间的纳米桥滤波器，其特征在于：所述晶体纳米桥(4)的整体宽度为490nm-510nm，长度为2.5μm-3.5μm，高度为210nm-230nm。
9.根据权利要求1所述的基于合成参数空间的纳米桥滤波器，其特征在于：所述第一光栅耦合器(1)、第一锥形波导(2)、第一直波导(3)、晶体纳米桥(4)、第二直波导(5)、第二锥形波导(6)及第二光栅耦合器(7)均采用硅制备而成，其折射率为3.464。
10.根据权利要求1所述的基于合成参数空间的纳米桥滤波器，其特征在于：所述第一光栅耦合器(1)、第一锥形波导(2)、第一直波导(3)、晶体纳米桥(4)、第二直波导(5)、第二锥形波导(6)及第二光栅耦合器(7)的上下背景材料均为空气，折射率为1。
...【技术特征摘要】
1.一种基于合成参数空间的纳米桥滤波器，其特征在于：包括第一光栅耦合器(1)、第一锥形波导(2)、第一直波导(3)、晶体纳米桥(4)、第二直波导(5)、第二锥形波导(6)及第二光栅耦合器(7)；
2.根据权利要求1所述的基于合成参数空间的纳米桥滤波器，其特征在于：所述第一光栅耦合器(1)与第二光栅耦合器(7)的结构相同，宽度均为11μm-13μm，长度均为49μm-51μm，光栅的刻蚀深度均为70nm-80nm，整体高度均为210nm-230nm。
3.根据权利要求1所述的基于合成参数空间的纳米桥滤波器，其特征在于：所述第一锥形波导(2)与第二锥形波导(6)的结构相同，最宽的宽度均为11μm-13μm，最窄的宽度均为490nm-510nm，长度均为99μm-101μm，高度均为210nm-230nm。
4.根据权利要求1所述的基于合成参数空间的纳米桥滤波器，其特征在于：所述第一直波导(3)与第二直波导(5)的结构相同，宽度均为490nm-510nm，长度均为99μm-101μm，高度均为210nm-230nm。
5.根据权利要求1所述的基于合成参数空间的纳米桥滤波器，其特征在于：所述第一晶胞(801)、第二晶胞(901)的晶格常数相同，晶格常...
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