本发明专利技术涉及一种基于拓扑光子晶体的光学滤波器设计方法、设备及介质，本方法首先，构造周期性排列的光子晶体平板，其中超单元由拓扑非平凡单元与拓扑平凡单元组成，并通过计算二维扎克相位确定拓扑非平凡单元的拓扑特性及布置方式，以形成拓扑缺陷态。随后，通过调整空气微孔宽度和缺陷间距，优化缺陷态能带的平坦性和耦合强度，确保共振波长的稳定性。采用全波电磁仿真测试不同入射角下的透射谱，验证共振波长的角度不敏感特性，并迭代优化关键结构参数。最终输出具有高效滤波、低能耗、高集成度及抗干扰能力的光学滤波器，广泛适用于光通信、光传感及高精度光谱分析等领域。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光电，具体是涉及到一种基于拓扑光子晶体的光学滤波器设计方法、设备及介质。
技术介绍
1、光滤波器件作为现代光学系统的核心元件，其性能直接影响光通信、光谱分析和光学传感等领域的系统效能。传统光子晶体滤波器主要依赖于周期性结构产生的光子带隙实现波长选择功能，但存在三个显著的技术瓶颈：第一，其滤波特性对入射角度高度敏感，导致实际应用中需严格控制光束入射条件；第二，结构缺陷或环境扰动易引起光子局域态频率漂移，降低系统稳定性；第三，为实现高品质因子往往需要复杂的谐振腔设计，导致器件体积增大且集成度受限。
2、近年来，拓扑光子学的发展为突破上述技术瓶颈提供了新思路。通过引入拓扑能带理论，研究者发现拓扑边界态具有背向散射抑制和缺陷免疫特性。基于此原理开发的拓扑激光器、拓扑波导等器件已展现出优于传统器件的鲁棒性。然而，现有拓扑光子器件多聚焦于波导应用，在滤波功能开发方面仍存在关键挑战：拓扑边界态的宽带传输特性与滤波器所需的窄带选择特性存在本质矛盾；同时，如何将拓扑保护特性与角度不敏感特性有机结合仍缺乏有效解决方案。
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【技术保护点】
1.一种基于拓扑光子晶体的光学滤波器设计方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的基于拓扑光子晶体的光学滤波器设计方法，其特征在于，每个超单元在x和y方向周期性排列的长度设定为晶格常数的两倍。
3.如权利要求1所述的基于拓扑光子晶体的光学滤波器设计方法，其特征在于，确定所述拓扑非平凡单元的二维扎克相位的方法包括：
4.如权利要求1所述的基于拓扑光子晶体的光学滤波器设计方法，其特征在于，通过相邻超单元中拓扑缺陷态的耦合，形成缺陷态能带结构的方法包括：
5.如权利要求1所述的基于拓扑光子晶体的光学滤波器设计方法，其特征在于，筛选出...
【技术特征摘要】
1.一种基于拓扑光子晶体的光学滤波器设计方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的基于拓扑光子晶体的光学滤波器设计方法，其特征在于，每个超单元在x和y方向周期性排列的长度设定为晶格常数的两倍。
3.如权利要求1所述的基于拓扑光子晶体的光学滤波器设计方法，其特征在于，确定所述拓扑非平凡单元的二维扎克相位的方法包括：
4.如权利要求1所述的基于拓扑光子晶体的光学滤波器设计方法，其特征在于，通过相邻超单元中拓扑缺陷态的耦合，形成缺陷态能带结构的方法包括：
5.如权利要求1所述的基于拓扑光子晶体的光学滤波器设计方法，其特征在于，筛选出使类横电模式能带在带隙附近呈现平坦要求的宽度值的方法包括：
6.如权利要求1所述的基于拓扑光子晶体的光学滤波器设计方法，其特征在于，基于所述宽度值...
【专利技术属性】
技术研发人员：张兆健，杨俊波，陈欢，张振福，何新，姜鑫鹏，廖欣叶，
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：
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