[发明专利]一种焦距大幅可调的光子晶体透镜及其设计方法

摘要

本发明属于光电子、光通信等技术领域。具体为一种焦距大幅可调的光子晶体透镜及其设计方法。本发明设计方法包括：初步选定光子晶体材料和结构，获得等频图，找到频率敏感自准直区域；针对实际需要工作频率区间和入射角范围，确定工作相空间；对光子晶体进行结构参数和材料参数优化设计，使得等频线曲率对光子晶体材料折射率的敏感度尽可能大，同时避免在工作相空间内出现等频线简并；根据所选材料特性，选择合适的方式，改变光子晶体组成材料的折射率，进而改变光束聚焦点或虚焦点的位置。在相同条件下，本方案所需折射率的变化比块体材料或普通光子晶体要小多个数量级，易于实现。本设计集成性好，能应用于光束调焦、光束宽度控制、敏感探测等领域。

主权项

1.一种焦距大幅可调的光子晶体透镜的设计方法，其特征在于，具体步骤为：步骤1、选定介质材料，确定光子晶体结构类型和结构参数，获得该光子晶体的等频图，在等频图中寻找频率敏感的自准直区域；步骤2、针对实际需要工作频率区间和入射角范围，确定工作“相空间”，即频率空间和波矢空间的范围；步骤3、对光子晶体进行结构参数和材料参数优化设计，使得等频线曲率对光子晶体材料折射率的敏感度尽可能大，同时避免在工作相空间内出现“等频线简并”；步骤4、根据所选材料特性，选择合适的方式，包括电光、热光、非线性或其他物理效应，使一种或多种光子晶体组成材料的折射率改变，进而改变光束聚焦点或虚焦点的位置。