[发明专利]基于十字连杆与旋转空心正方柱的二维正方晶格光子晶体

权利要求书

1.一种基于十字连杆与旋转空心正方柱的二维正方晶格光子晶体，其特征在于，它包括高折射率介质柱、十字平板介质杆和低折射率背景介质柱；所述光子晶体结构由元胞按正方晶格排列而成；所述正方晶格光子晶体的晶格常数为a；所述正方晶格光子晶体的元胞由高折射率旋转空心正方柱、十字平板介质杆和背景介质组成；所述空心正方柱的外部轮廓线为第一旋转正方柱，其旋转角度α为45°～65°，边长b为0.6a～0.75a；所述空心正方柱的空心部位的截面为第二旋转正方柱，其旋转角度β为25°～50°，边长c为0.33a～0.5a；所述第一旋转正方柱与十字平板介质杆相连接；所述十字平板介质杆位于正方晶格正方形边缘的中间部位；所述十字平板介质杆沿水平方向和竖直方向的杆具有不同的宽度；所述水平方向平板介质杆的宽度d为0.01a～0.03a；所述竖直方向平板介质杆的宽度e为0.01a～0.03a。

2.按照权利要求1所述的基于十字连杆与旋转空心正方柱的二维正方晶格光子晶体，其特征在于，所述高折射率介质为折射率大于2的高折射率介质。

3.按照权利要求1所述的基于十字连杆与旋转空心正方柱的二维正方晶格光子晶体，其特征在于，所述高折射率介质为硅、砷化镓或者二氧化钛。

4.按照权利要求3所述的基于十字连杆与旋转空心正方柱的二维正方晶格光子晶体，其特征在于，所述高折射率介质材料为硅，其折射率为3.4。

5.按照权利要求1所述的基于十字连杆与旋转空心正方柱的二维正方晶格光子晶体，其特征在于，所述背景介质为低折射率介质。

6.按照权利要求1所述的基于十字连杆与旋转空心正方柱的二维正方晶格光子晶体，其特征在于，所述低折射率背景介质为折射率低于1.6的介质。

7.按照权利要求1所述的基于十字连杆与旋转空心正方柱的二维正方晶格光子晶体，其特征在于，所述低折射率背景介质为空气、真空、氟化镁或者二氧化硅。

8.按照权利要求1或2或5所述的基于十字连杆与旋转空心正方柱的二维正方晶格光子晶体，其特征在于，所述高折射率介质材料为硅，所述低折射率介质材料为空气；所述第一旋转正方柱的旋转角度为45°<α<65°，其边长为0.6a<b<0.75a；所述第二旋转正方柱的旋转角度为25°<β<50°，其边长为0.33a<c<0.5a；所述水平方向平板介质杆的宽度为0.01a<d<0.03a；所述竖直方向平板介质杆的宽度为0.01a<e<0.03a；所述光子晶体结构的绝对禁带相对值大于10％。

9.按照权利要求1或2或5所述的基于十字连杆与旋转空心正方柱的二维正方晶格光子晶体，其特征在于：所述高折射率介质材料为硅，所述低折射率介质材料为空气；所述第一旋转正方柱的旋转角度α为60.04°，其边长b为0.6927a；所述第二旋转正方柱的旋转角度β为27.348°，其边长c为0.45344a；所述水平方向平板介质杆的宽度d为0.0216a；所述竖直方向平板介质杆的宽度e为0.0256a；所述光子晶体结构的绝对禁带相对值为19.51％。