【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于利用光子晶体应用于热能疏导的，尤其涉及一种用于热能疏导的二维热波导及其应用，适用于调控电磁波和弹性波同时产生的热辐射。
技术介绍
1、在一定温度下的物质以电磁热辐射的形式向各个方向辐射热量，因此热辐射是自然界普遍存在的特征。对热辐射的控制和操纵是各种光学、电子和热器件的基础。研究人员一直致力于利用声子和光子晶体来人工控制热辐射，这很难用常规材料实现的。通过周期性结构与热波的相互作用，会产生干涉现象。此外，光子晶体和声子晶体在其状态密度频谱中包含禁止和允许的光谱区域，可以用于控制和操纵热能。
2、将声子和光子组合一直是值得关注的问题，光子晶体的频率范围包含禁带，禁止电磁波传播，同样，弹性波也不允许在声子晶体的禁带频率范围内传播。可以通过处理这些波导和腔的声子和光子色散关系，实现同时在腔和波导中限制弹性波和电磁波的可能性。然而，实现这一目标需要克服电磁波和弹性波操纵和纳米制造中的几个挑战。
技术实现思路
1、针对上述技术问题，本专利技术提供了一种基于光子晶体构建的二维热波导及其应用，采用二维光子晶体作为波导包层，波导芯区通过设计产生电磁热辐射，通过外部热源与波导包层产生的热辐射相互作用，热能不能从波导包层中漏出。
2、为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：
3、一种基于光子晶体构建的二维热波导，包括波导芯区、波导包层以及所述波导包层和所述波导芯区之间的空气间隙层，所述波导芯区在热声子频率范围内辐射预设的热辐射；
4、所述波
5、其中第一介质材料的介电常数高于空气的介电常数。
6、优选地，所述二维光子晶体结构采用三角形晶格光子晶体，所述晶格参数在1μm-1mm范围。
7、优选地，所述圆形介质柱的半径为0.3-300μm。
8、优选地，所述第一介质材料为折射率大于或等于2.0的高折射率材料，例如硅。
9、优选地，所述波导芯区为半径在1 -200μm范围的圆腔或宽度在1 -200μm范围的矩形腔。
10、基于相同的专利技术构思，本专利技术还提供了一种基于光子晶体构建的二维热波导的应用，用于调控电磁波和弹性波同时产生的热辐射，进而用于热能疏导。
11、本专利技术由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：
12、本专利技术提供的基于光子晶体构建的二维热波导，包括波导芯区波导包层以及所述波导包层和所述波导芯区之间的空气间隙层，波导芯区内通过设计的热源在空气间隙层产生电磁热辐射，该热源在热声子频率范围内辐射预期波导芯区内的热辐射，热辐射与波导包层相互作用，波导包层的内表面产生热驱动分子振动。由于该波导包层采用二维光子晶体结构，且是在高介电常数材料上刻蚀的空气孔柱的周期性阵列组成，因此使该波导包层在其状态密度谱中能量带中存在禁止带隙，这些带隙能够控制声子频率范围内的光子波和声子波产生的热辐射传输的能力，从而热能不能从波导波层中漏出。因此本专利技术为热管理打开一个新的视角，通过构建同时耦合光子和声子通过二维光子晶体的热声子绝缘体。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于光子晶体构建的二维热波导，其特征在于，包括波导芯区、波导包层以及所述波导包层和所述波导芯区之间的空气间隙层，所述波导芯区在热声子频率范围内辐射预设的热辐射；
2.根据权利要求1所述的基于光子晶体构建的二维热波导，其特征在于，所述二维光子晶体结构采用三角形晶格光子晶体，所述晶格参数在100nm-1mm范围。
3.根据权利要求1所述的基于光子晶体构建的二维热波导，其特征在于，所述圆形介质柱的半径为0.3-300μm。
4.根据权利要求1所述的基于光子晶体构建的二维热波导，其特征在于，所述第一介质材料为折射率大于或等于2.0的高折射率材料。
5.根据权利要求1所述的基于光子晶体构建的二维热波导，其特征在于，所述波导芯区为半径在1-200μm范围的圆腔或宽度在1-200μm范围的矩形腔。
6.一种如权利要求1-5任意一项所述的基于光子晶体构建的二维热波导的应用，其特征在于，用于调控电磁波和弹性波同时产生的热辐射，进而用于热能传输。
【技术特征摘要】
1.一种基于光子晶体构建的二维热波导，其特征在于，包括波导芯区、波导包层以及所述波导包层和所述波导芯区之间的空气间隙层，所述波导芯区在热声子频率范围内辐射预设的热辐射；
2.根据权利要求1所述的基于光子晶体构建的二维热波导，其特征在于，所述二维光子晶体结构采用三角形晶格光子晶体，所述晶格参数在100nm-1mm范围。
3.根据权利要求1所述的基于光子晶体构建的二维热波导，其特征在于，所述圆形介质柱的半径为0.3-300μm。<...
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