一种光子晶体激光器的制备方法及光子晶体激光器

本发明涉及激光器，具体涉及一种光子晶体激光器的制备方法及光子晶体激光器。

背景技术：

1、拓扑光子学是近年来新的光子学研究分支，从凝聚态而来，在定向波导、光学延时线、滤波器、功率分束器、谐振腔以及激光等多个领域中均有广泛的应用。合成维度的概念在近些年来被引入拓扑光子学中，该理念可以支持在低维的实际结构中实现对高维拓扑现象进行研究，使得调控自由度进一步增加。

2、高性能、多波长的光学设备是片上纳米光学芯片的重要组成部分，可以用于大容量光通信和高速信息处理等应用。但是，传统结构由于材料的限制、设计的复杂，使得纳米加工精度上受到影响，存在一定技术难点去实现上述需求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种光子晶体激光器的制备方法及光子晶体激光器，用于解决现有技术中传统结构由于材料的限制、设计的复杂，使得纳米加工精度上受到影响等问题，能够实现具备宽带、多波长、低阈值和高功率等优点的光子晶体激光器。

2、为了实现上述目的，第一方面，本发明提供一种光子晶体激光器的制备方法，包括：

3、在光子晶体上开设多个阵列排布的空气孔，多个空气孔分别位于光子晶体的多个原胞上；

4、将光子晶体划分为左侧区域和右侧区域；

5、将左侧区域向左平移第一预设距离；

6、将右侧区域向左平移第二预设距离，或者，将右侧区域沿着左侧区域和右侧区域的交界面上一点旋转预设角度，保留右侧区域位于交界面右侧的部分。

7、根据本发明提供的一种光子晶体激光器的制备方法，第一预设距离的范围为：

8、0≤ds≤0.35a

9、其中，ds为第一预设距离，a为光子晶体的晶格常数。

10、根据本发明提供的一种光子晶体激光器的制备方法，第二预设距离的表达式为：

11、

12、式中，δi为第i行空气孔及其所在的原胞平移的第二预设距离，a为光子晶体的晶格常数，n为多个空气孔排布的总行数。

13、根据本发明提供的一种光子晶体激光器的制备方法，第二预设距离的表达式为：

14、δi＝a[(i-1)/n+sin(2n(i-1)/n)/3n]

15、式中，δi为第i行空气孔及其所在的原胞平移的第二预设距离，a为光子晶体的晶格常数，n为多个空气孔排布的总行数。

16、根据本发明提供的一种光子晶体激光器的制备方法，将右侧区域沿着左侧区域和右侧区域的交界面上一点旋转预设角度，包括：

17、将右侧区域沿着交界面最上方的一点顺时针旋转预设角度，预设角度的范围为0°～30°。

18、根据本发明提供的一种光子晶体激光器的制备方法，光子晶体采用量子阱、量子点或超晶格。

19、根据本发明提供的一种光子晶体激光器的制备方法，光子晶体的晶格排布类型包括三角晶格、四方晶格、蜂窝晶格。

20、根据本发明提供的一种光子晶体激光器的制备方法，空气孔的形状为圆形、三角形、矩形或六边形。

21、根据本发明提供的一种光子晶体激光器的制备方法，空气孔的形状为圆形，空气孔的直径与晶格常数的关系式为：

22、

23、式中，d为空气孔的直径，a为光子晶体的晶格常数。

24、第二方面，本发明提供一种光子晶体激光器，采用第一方面的光子晶体激光器的制备方法制成。

25、本发明提供的一种光子晶体激光器的制备方法及光子晶体激光器，该方法包括：在光子晶体上开设多个阵列排布的空气孔，多个空气孔分别位于光子晶体的多个原胞上；将光子晶体划分为左侧区域和右侧区域；将左侧区域向左平移第一预设距离；将右侧区域向左平移第二预设距离，或者，将右侧区域沿着左侧区域和右侧区域的交界面上一点旋转预设角度，保留右侧区域位于交界面右侧的部分。本发明能实现具备宽带、多波长、低阈值和高功率等优点的光子晶体激光器。

技术特征：

1.一种光子晶体激光器的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的光子晶体激光器的制备方法，其特征在于，所述第一预设距离的范围为：

3.根据权利要求1所述的光子晶体激光器的制备方法，其特征在于，所述第二预设距离的表达式为：

4.根据权利要求1所述的光子晶体激光器的制备方法，其特征在于，所述第二预设距离的表达式为：

5.根据权利要求1所述的光子晶体激光器的制备方法，其特征在于，所述将所述右侧区域沿着所述左侧区域和所述右侧区域的交界面上一点旋转预设角度，包括：

6.根据权利要求1所述的光子晶体激光器的制备方法，其特征在于，所述光子晶体采用量子阱、量子点或超晶格。

7.根据权利要求1所述的光子晶体激光器的制备方法，其特征在于，所述光子晶体的晶格排布类型包括三角晶格、四方晶格、蜂窝晶格。

8.根据权利要求1所述的光子晶体激光器的制备方法，其特征在于，所述空气孔的形状为圆形、三角形、矩形或六边形。

9.根据权利要求8所述的光子晶体激光器的制备方法，其特征在于，所述空气孔的形状为圆形，所述空气孔的直径与晶格常数的关系式为：

10.一种光子晶体激光器，其特征在于，采用如权利要求1～9任一项所述的光子晶体激光器的制备方法制成。

技术总结本发明提供一种光子晶体激光器的制备方法及光子晶体激光器，该方法包括：在光子晶体上开设多个阵列排布的空气孔，多个空气孔分别位于光子晶体的多个原胞上；将光子晶体划分为左侧区域和右侧区域；将左侧区域向左平移第一预设距离；将右侧区域向左平移第二预设距离，或者，将右侧区域沿着左侧区域和右侧区域的交界面上一点旋转预设角度，保留右侧区域位于交界面右侧的部分。本发明能实现具备宽带、多波长、低阈值和高功率等优点的光子晶体激光器。技术研发人员：曾永全,张首琦受保护的技术使用者：武汉大学技术研发日：技术公布日：2024/11/4