三维光子晶体和包括三维光子晶体的功能器件

摘要

一种具有周期性折射率结构的三维光子晶体，该结构包括第一层、第二层、第三层和第四层，该第一层具有基于第一矩形晶格的周期性结构，该第一矩形晶格在平面方向上沿着第一轴的周期为A而沿着垂直于第一轴的第二轴的周期为B，该第二层具有设置在相对于第一矩形晶格的位置沿着第二轴平移+3B/8的位置上的周期性结构，该第三层具有设置在相对于在第一层中的周期性结构的位置沿着第一轴平移A/2并沿着第二轴平移B/2的位置上的周期性结构，该第四层具有设置在与第二层中的周期性结构相同的位置上的周期性结构。

主权项

1.一种三维光子晶体，其中周期性地层叠了包括周期性折射率结构的多个层，该三维光子晶体包括：具有周期性结构的第一层，在第一层的周期性结构中，在沿该层的面内方向中的第一轴的周期为A而沿该层的面内方向中垂直于第一轴的第二轴的周期为B的第一矩形晶格的晶格点上、和设置在相对于第一矩形晶格的位置沿着第一轴平移A/2并沿着第二轴平移B/4的位置上的第二矩形晶格的晶格点上提供了以第二介质填充的孔，除了这些孔之外的区域被第一介质填充；具有周期性结构的第二层，在第二层的周期性结构中，在设置在相对于第一矩形晶格的位置沿着第二轴平移+3B/8的位置上、并且沿着第一轴的周期为A和沿着第二轴的周期为B的面心矩形晶格的晶格点上提供了由第一介质构成并具有层叠方向上的纵向轴的柱状结构，除了这些柱状结构之外的区域被第二介质填充；第三层，具有与在第一层中包括的周期性结构相同、并且设置在相对于在第一层中包括的周期性结构的位置在该层的面内方向中沿第一轴平移A/2并沿着第二轴平移B/2的位置上的周期性结构；和第四层，具有与在第二层中包括的周期性结构相同、并且设置于在该层的面内方向上与第二层中包括的周期性结构相同的位置上的周期性结构，其中三维光子晶体包括含有如下层的多个层，其中第一层、第二层、第三层和第四层以这样的顺序层叠，并且当以N1表示第一介质的折射率，以N2表示第二介质的折射率，并以Ne1表示第一层和第三层中的有效折射率时，满足下面的关系：1.25×N2≤Ne1≤0.73×N1。