[发明专利]光波单向高透射传输的复合格点光子晶体异质结构

权利要求书

1.一种光波单向高透射传输的复合格点光子晶体异质结构，其特征在于，包括以异质结界面（7）为界的第一光子晶体结构PC1和第二光子晶体结构PC2，所述第一光子晶体PC1包括二氧化硅基底（1），所述二氧化硅基底（1）上设置有多个第一硅柱（5），所述第一硅柱（5）沿光束入射方向呈正方形晶格状周期性排列，所述第一硅柱（5）外侧设置有刻蚀形成的第一环形孔（3），所述第一环形孔（3）内填充物质为空气；所述第二光子晶体PC2包括硅基底（2），所述硅基底（2）上设置有多个第二硅柱（6），所述第二硅柱（6）沿光束入射方向呈正方形晶格状排列，所述第二硅柱（6）外侧设置有刻蚀形成的第二环形孔（4），所述第二环形孔（4）内填充物质为空气，所述异质结界面与光束入射方向的夹角为45°，所述第一环形孔（3）的内径和外径的取值范围分别为56~76nm和181~201nm，所述第二环形孔（4）的内径和外径的取值范围分别为102~122nm和254~274nm。

2.根据权利要求1所述的一种光波单向高透射传输的复合格点光子晶体异质结构，其特征在于，所述第一光子晶体的晶格常数与第二光子晶体的晶格常数均为660nm。

3.根据权利要求1所述的一种光波单向高透射传输的复合格点光子晶体异质结构，其特征在于，所述第一硅柱（5）和第二硅柱（6）与所述异质结界面（7）沿光束入射方向的最小距离等于晶格常数。

4.根据权利要求1所述的一种光波单向高透射传输的复合格点光子晶体异质结构，其特征在于，所述第一环形孔（3）的内径和外径分别为66nm和191.4nm，所述第二环形孔（4）的内径和外径分别为112.2nm和264nm。

5.根据权利要求1所述的一种光波单向高透射传输的复合格点光子晶体异质结构，其特征在于，所述第一环形孔和第二环形孔内的填充物质为折射率为1的空气，所述第一硅柱（5）和第二硅柱（6）的材料为折射率为3.45的硅。

6.根据权利要求1所述的一种光波单向高透射传输的复合格点光子晶体异质结构，其特征在于，所述二氧化硅基底（1）和硅基底（2）设置在二氧化硅晶片上。

7.根据权利要求1所述的一种光波单向高透射传输的复合格点光子晶体异质结构，其特征在于，其制备方法为：

S1、选取二氧化硅晶片作为衬底，在上面涂覆低折射率聚合物，然后使用化学气相沉积的方法在衬底上生长二氧化硅材料形成二氧化硅基底层；

S2、然后使用旋转涂胶的方法在材料表面涂上光刻胶，并使用光刻的方法在光刻胶上制作SiO₂材料对应的图形，之后以光刻胶为掩模，使用感应耦合等离子体刻蚀的方法刻出第一光子晶体PC1中硅材料的结构图形以及第二光子晶体PC2对应的位置；

S3、在其上使用CVD方法生长硅材料；

S4、洗去光刻胶，在二氧化硅材料顶端的硅材料被移除；

S5、使用电子束光刻技术制作空气环形结构图形，并使用ICP刻蚀技术制作出空气环形空洞结构。