一种实现相干完美吸收的拓扑光子晶体制造技术

技术编号:41876714 阅读:24 留言:0更新日期:2024-07-02 00:29
本发明专利技术提出了一种实现相干完美吸收的拓扑光子晶体,包括第一光子晶体和层叠在其两侧的第二光子晶体,以及加载在第一光子晶体与任意一个第二光子晶体之间的缺陷层,两种光子晶体具有周期性排布的多个元胞,且两种光子晶体的元胞拓扑性质相反。本发明专利技术由于两个光子晶体的拓扑性质相反,在来波的激励下能够在两个分界面处激发局部场强化,并通过缺陷层实现对局部场强化的耦合,使来波满足相干吸收幅值和相位条件,实现相干完美吸收,无需对介质介电常数的增益和损耗因子进行调制,工艺简单,有效降低了加工成本,且通过调整石墨烯薄膜的费米能级,能够实现对相干吸收频率的动态连续调控,有效拓宽了拓扑光子晶体的应用范围。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于人工电磁吸收材料,涉及一种光子晶体,具体涉及一种实现相干完美吸收的拓扑光子晶体,可应用于太赫兹频段电磁波的相干吸收、电磁调制和高灵敏度相位传感等领域。


技术介绍

1、光子晶体是一种具有周期性排列特征的光学结构,具备在特定频率允许电磁波通过的能带和在特定频率完全禁止电磁波透射的带隙(也称为禁带),二者构成了能带图。拓扑光子晶体是在光子晶体中引入了拓扑的概念,能带图上各个带隙均可以分析其对应拓扑性质。当两个光子晶体级联时,在其共同的带隙上相反的拓扑性质可能在交界处激发拓扑边缘模式。在一维光子晶体中,拓扑边缘模式在频域上就是激发了极为尖锐的透射峰,在结构中则是激发了位于交界处的局部场强化。

2、相干完美吸收光子晶体是通过电磁波间的干涉实现能量的吸收,两束频率相同的电磁波互为相干。当两束相干的电磁波同时入射至结构时,任意一束电磁波的反射波与另一相干入射波的透射波之间会发生干涉相消,从而在宏观上来看出射电磁波的总能量经由结构发生了湮灭。通过改变任意波的相位可以在不改变吸收频率的前提下,动态调整结构的相干吸收率。这种动态调控使相干吸收在相位传本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种实现相干完美吸收的拓扑光子晶体,其特征在于,包括第一光子晶体和层叠在其两侧的第二光子晶体,以及加载在第一光子晶体与任意一个第二光子晶体之间的缺陷层,所述第一光子晶体、第二光子晶体分别包括周期性排布的M、N个第一元胞、第二元胞,所述第一元胞和第二元胞均包含有第一介质层和第二介质层,且第一元胞与第二元胞的拓扑性质相反;通过电压调整缺陷层的电特性,实现对相干吸收频率的动态调控;其中,M≥6,N≥6。

2.根据权利要求1所述的拓扑光子晶体,其特征在于,所述第一介质层和第二介质层,分别采用二氧化硅和锗。

3.根据权利要求1所述的拓扑光子晶体,其特征在于,所述第一元胞...

【技术特征摘要】

1.一种实现相干完美吸收的拓扑光子晶体,其特征在于,包括第一光子晶体和层叠在其两侧的第二光子晶体,以及加载在第一光子晶体与任意一个第二光子晶体之间的缺陷层,所述第一光子晶体、第二光子晶体分别包括周期性排布的m、n个第一元胞、第二元胞,所述第一元胞和第二元胞均包含有第一介质层和第二介质层,且第一元胞与第二元胞的拓扑性质相反;通过电压调整缺陷层的电特性,实现对相干吸收频率的动态调控;其中,m≥6,n≥6。

2.根据权利要求1所述的拓扑光子晶体,其特征在于,所述第一介质层和第二介质层,分别采用二氧化硅和锗。

3.根据权利要求1所述的拓扑光子晶体,其特征在于,所述第一元胞,包括两个第二介质层和位于该两个第二介质层之间的第一介质层;所述第二元胞,包括两个第一介质层和位于该两个第一介质层之间的第二介质层。

4.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨锐叶坚挺
申请(专利权)人:西安电子科技大学
类型:发明
国别省市:

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