一种人工带隙结构光学谐振腔、其制备方法及一种激光器

1.本发明涉及激光器技术领域，特别涉及一种人工带隙结构光学谐振腔、其制备方法及一种激光器。


背景技术：

2.人工带隙结构谐振腔具有光子能带结构，其光子带隙效应、带边模式或平带模式等，具有控制面内自发辐射、增强光与物质相互作用以及广义控制面内光折射与反射等优点，广泛应用于光通信、医疗、能源和军事等领域，包括激光器、探测器、传感器、反射镜、光波导、滤波器、分光器、光开关、光时延器、太阳能电池和偏振控制器等多种器件。
3.传统人工带隙结构光学谐振腔要求大面积以应对面内边缘漏损问题，提高了制备成本。同时，不可避免的制备不完美引起的缺陷散射，导致品质因子低等缺点。近年来兴起的拓扑人工带隙结构，具有缺陷免疫特性，可以有效抑制散射引起的非辐射能耗。其中，连续域束缚态携带整数拓扑荷，具有在动量空间中灵活调控的优点：整数拓扑荷的聚合进一步提高对面外散射的抑制能力；拓扑荷的调控，可以实现单向辐射、本征手性辐射、平坦相移和光束移动等优点。但是，当前连续域束缚态相关的拓扑荷调控依赖面内的人工带隙结构几何参数或面外的几何对称性，这增加了光刻成本，同时要求复杂的工艺流程。
4.可见，现有的拓扑人工带隙结构光学谐振腔物态调控存在制备成本高、工艺复杂的缺陷。


技术实现要素：

5.本发明旨在解决现有的拓扑人工带隙结构光学谐振腔物态调控存在制备成本高、工艺复杂的问题，本发明通过在人工带隙结构的顶部和底部增加插层，调控人工带隙结构朝向顶部和朝向底部的辐射，实现整数拓扑荷的生成、演变(聚合)、分裂和湮灭，从而有效提升了对光学谐振腔均的损耗和光学模式的控制能力，制备成本较低，工艺相对简单，提供了一种损耗和光学模式灵活可调的人工带隙结构光学谐振腔。
6.本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：
7.一种人工带隙结构光学谐振腔，所述光学谐振腔自上而下包括：包层结构、至少一个第一插层、结构板、至少一个第二插层、衬底，所述第一插层及所述第二插层的厚度为所述结构板厚度的1/20～1/4，所述第一插层及所述第二插层的材质为气体、绝缘体或半导体材料中的任一种。
8.可选的，所述结构板由高折射率组分和低折射率组分构成，所述高折射率组分为气体、绝缘体和半导体材料中的任一种或多种，所述低折射率组分为气体、绝缘体和半导体材料中的任一种或多种。
9.可选的，所述半导体材料为iii-v族、ii-vi族或iv族中的任一种单质材料或者化合物材料、过渡金属硫族化合物材料或钙钛矿材料。
10.可选的，所述结构板上设有多个孔洞。
11.可选的，所述孔洞的图案为圆形、椭圆形、三角形、梯形、正方形或长方形中的一种或多种。
12.可选的，所述结构板的图案最大直径或边长为150～600nm。
13.可选的，所述结构板的晶格为正方形晶格、三角形晶格、矩形晶格、有心矩形晶格或平行四边形晶格中的一种或多种，晶格常数为300～1200nm。
14.可选的，所述结构板的厚度为250～700nm。
15.本发明还提供一种基于上述的人工带隙结构光学谐振腔的制备方法，包括以下步骤：在衬底上依次外延至少一个第二插层，结构板，至少一个第一插层，包层结构，得到人工带隙结构光学谐振腔。
16.本发明还提供基于上述的一种人工带隙结构光学谐振腔或由上述的方法所制备的一种人工带隙结构光学谐振腔的激光器。
17.与现有技术相比，本发明的优点在于：
18.1.本发明所涉及的一种人工带隙结构光学谐振腔，通过在人工带隙结构光学谐振腔的顶部和底部均设置了至少一个插层，能够调控人工带隙结构朝向顶部和朝向底部的辐射，实现整数拓扑荷的生成、演变(合成)、分裂和湮灭等过程，从而有效提升了对光学谐振腔损耗和光学模式的控制能力，同时制备成本较低，工艺相对简单。
19.在人工带隙结构光学谐振腔的顶部和底部均设置至少一个插层，能够在单谐振能带上产生对称性保护连续域束缚态和准偶然连续域束缚态，另在耦合的相邻两能带的反交叉特征附近，产生准friedrich-wintgen连续域束缚态，并通过插层微扰实现整数拓扑荷的产生、演变、合成和湮灭的全过程，其品质因子提升，面外散射有效减少。
20.进一步的，通过缓慢改变插层的折射率，发现准偶然连续域束缚态向对称性保护连续域束缚态靠近，即整数拓扑荷演变；发现准friedrich-wintgen连续域束缚态向对称性保护连续域束缚态靠近，即整数拓扑荷演变；发现准偶然连续域束缚态与准friedrich-wintgen连续域束缚态相互靠近在某一折射率，整数拓扑荷发生聚合，本发明所涉及的人工带隙结构光学谐振腔的动量空间中大范围的品质因子显著提高。此后，继续朝相同趋势缓慢改变折射率，按照拓扑荷总数守恒定律，能够发生整数拓扑荷湮灭。
21.能够在该体系中观察到可调谐的体费米弧和奇点对，伴随整数拓扑荷线的突然截断。具体的，发现准连续域束缚态线，且在能带偶然交叉的位置，观察到准连续域束缚态线经由体费米弧传递，伴随一对奇点的产生。
22.能够在该体系中观察到一个整数拓扑荷分裂成两个半整数拓扑荷及其基于插层微扰的调控。实现了提供一种损耗和光学模式灵活可调的人工带隙结构光学谐振腔。
23.2.本发明所涉及的一种人工带隙结构光学谐振腔的制备方法，制备方法简单，制备的成本较低。
24.3.本发明所涉及的一种人工带隙结构光学谐振腔激光器，阈值低、带宽大、功率高，且光学模式的偏振、相位、空间分布等灵活可控。因此所能应用的空间更大。
附图说明
25.图1为一种人工带隙结构光学谐振腔的结构示意图。
26.图2为结构板两侧增加相同的第一插层和第二插层的人工带隙结构光学谐振腔结
构示意图。
27.图3为结构板两侧增加不同的第一插层和第二插层的人工带隙结构光学谐振腔的部分结构示意图。
28.图4为结构板一侧增加多个的第一插层，另一侧增加多个第二插层的人工带隙结构光学谐振腔的部分结构示意图。
29.图5为对称性保护连续域束缚态和准偶然连续域束缚态的能带结构示意图。
30.图6为对称性保护连续域束缚态和准偶然连续域束缚态的分立偏振矢量分布图。
31.图7为对称性保护连续域束缚态与准偶然连续域束缚态聚合图。
32.图8为对称性保护连续域束缚态与准偶然连续域束缚态分立时(a)和聚合时(b)的品质因子分布图。
33.图9为对称性保护连续域束缚态和准friedrich-wintgen连续域束缚态的能带结构示意图。
34.图10为对称性保护连续域束缚态和准friedrich-wintgen连续域束缚态的分立偏振矢量分布图。
35.图11为对称性保护连续域束缚态和准friedrich-wintgen连续域束缚态在下支聚合图。
36.图12为对称性保护连续域束缚态和准friedrich-wintgen连续域束缚态在上支聚合图。
37.图13为对称性保护连续域束缚态与准friedrich-wintgen连续域束缚态聚合时的品质因子分布图。
38.图14为由整数拓扑荷分裂生成的2个半整数拓扑荷的远场偏振矢量分布示意图。
39.附图说明：1-包层结构，2-第一插层，3-结构板，4-第二插层，5-衬底。
40.图5至图14中，k
x
a/2π为面内波矢的x分量，kya/2π为面内波矢的y分量，m-γ-x[ka/2π]为倒格子(动量)空间从布里渊区中心(γ)到点x的波矢。
[0041]
friedrich-wintgen连续域束缚态是弗里德里希-温特根型连续域束缚态，为本领域的特定名词。
[0042]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0043]
因此，以下对提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
具体实施方式
[0044]
请参阅图1，一种人工带隙结构光学谐振腔，所述光学谐振腔自上而下包括：包层结构、至少一个第一插层、结构板、至少一个第二插层、衬底，所述第一插层及所述第二插层的厚度为所述结构板厚度的1/20～1/4，所述第一插层及所述第二插层的材质为气体、绝缘体或半导体材料中的任一种。
[0045]
可以理解的是，本发明通过在人工带隙结构光学谐振腔的顶部和底部均设置了至
少一个插层，且对其进行插层微扰(缓慢改变插层的厚度或折射率)，能够调控人工带隙结构朝向顶部和朝向底部的辐射，实现整数拓扑荷的生成、演变(合成)、分裂和湮灭等过程，从而有效提升了对光学谐振腔均的损耗和光学模式的控制能力制备成本较低，工艺相对简单。
[0046]
具体的，在人工带隙结构光学谐振腔的顶部和底部均设置至少一个插层，能够在单谐振能带上产生对称性保护连续域束缚态和准偶然连续域束缚态，另在耦合的相邻两能带的反交叉特征附近，产生准friedrich-wintgen连续域束缚态，并通过插层微扰实现整数拓扑荷的产生、演变、合成和湮灭的全过程。
[0047]
进一步的，通过缓慢改变插层的折射率，发现准偶然连续域束缚态向对称性保护连续域束缚态靠近，即整数拓扑荷演变；发现准friedrich-wintgen连续域束缚态向对称性保护连续域束缚态靠近，即整数拓扑荷演变；发现准偶然连续域束缚态与准friedrich-wintgen连续域束缚态相互靠近。在某一折射率，整数拓扑荷发生聚合，本发明所涉及的人工带隙结构光学谐振腔的动量空间中大范围的品质因子显著提高。此后，继续朝相同趋势缓慢改变折射率，按照拓扑荷总数守恒定律，能够发生整数拓扑荷湮灭。
[0048]
此外，本发明通过在人工带隙结构光学谐振腔的顶部和底部均设置了至少一个插层，能够在该体系中观察到可调谐的体费米弧和奇点对，伴随整数拓扑荷线的突然截断和传递。具体的，发现准连续域束缚态线，且在能带偶然交叉的位置，观察到准连续域束缚态线经由体费米弧传递，伴随一对奇点的产生。
[0049]
能够在该体系中观察到一个整数拓扑荷分裂成两个半整数拓扑荷及其基于插层微扰的调控。实现了提供一种损耗和光学模式灵活可调的人工带隙结构光学谐振腔。
[0050]
需要说明的是，在不同的实施例中，根据实际的需要，所述光学谐振腔中还涉及有源层、载流子阻挡层等层。可以理解的是，有源层的材质为iii-v族三元或四元化合物半导体材料。
[0051]
具体的，在本发明的一些实施例中，所述光学谐振腔自上而下包括：包层结构、一个第一插层、结构板、一个第二插层、衬底，所述第一插层及所述第二插层的厚度为所述结构板厚度的1/20～1/4，所述第一插层与第二插层的材质相同或不同。
[0052]
在本发明的某些实施例中，包层结构可以是气体、液体、绝缘体或半导体材料中的任一种。
[0053]
在本发明的某些实施例中，衬底为gaas衬底、inp衬底、sin衬底、gan衬底中的一种。
[0054]
在本发明的某些实施例中，所述结构板由高折射率组分和低折射率组分构成，所述高折射率组分为气体、绝缘体和半导体材料中的任一种或多种，所述低折射率组分为气体、绝缘体和半导体材料中的任一种或多种。
[0055]
在本发明的某些实施例中，所述半导体材料为iii-v族、ii-vi族或iv族中的任一种单质材料或者化合物材料、过渡金属硫族化合物材料或钙钛矿材料。
[0056]
在本发明的某些实施例中，所述半导体材料为si、ge、bn、sin、aln、gan、gap、gaas、alas、inas、insb、alsb、inp、gainp、ingaas、algaas、algan、gaasp、inalgan或ingaasp组成的群组中的一种或多种，以及新型半导体材料如过渡金属硫族化合物、钙钛矿等。
[0057]
需要说明的是，所述人工带隙结构板的底部具有衬底，顶部具有包层。当衬底与包
层相同时，视为对称型介质环境；当衬底与包层不同时，视为不对称型介质环境。衬底和包层的材料是气体、液体、绝缘体或半导体材料。本发明既适用于对称型介质环境，也适用于不对称型介质环境。所能应用的范围广。
[0058]
在本发明的某些实施例中，所述结构板上设有多个孔洞。
[0059]
在本发明的某些实施例中，所述孔洞的图案为圆形、椭圆形、三角形、梯形、正方形或长方形中的一种或多种。所述孔洞的图案优选为圆形。
[0060]
在本发明的某些实施例中，所述结构板的图案最大直径或边长为150～600nm。所述结构板的图案最大直径或边长优选为150nm。
[0061]
在本发明的某些实施例中，图案周期数大于等于15。
[0062]
在本发明的某些实施例中，所述结构板的晶格为正方形晶格、三角形晶格、矩形晶格、有心矩形晶格或平行四边形晶格中的一种或多种，晶格常数为300～1200nm。所述结构板的晶格优选为正方形晶格，晶格常数优选为300nm。
[0063]
在本发明的某些实施例中，所述结构板的厚度为250～700nm。所述结构板的厚度优选为250nm。
[0064]
在本发明的某些实施例中，所述结构板的工作波长在700～1600nm。
[0065]
可以理解的是，本发明通过在结构板上设置数个孔洞且限定其图案形状、尺寸、晶格性质，能够有效得控制人工带隙结构光学谐振腔的损耗和光学模式。
[0066]
在另外的一些实施例中，请参阅图2，包括一个第一插层与一个第二插层，且所述光学谐振腔的所述第一插层与第二插层的材质相同。结构板为孔洞图案为圆形的正方晶格人工带隙结构板，在其和包层之间以及在其和衬底之间分别增加相同的第一插层与第二插层，在单谐振能带上产生对称性保护连续域束缚态和准偶然连续域束缚态，另在耦合的相邻两能带的反交叉特征附近，产生准friedrich-wintgen连续域束缚态。
[0067]
通过缓慢改变插层的折射率，发现准偶然连续域束缚态向对称性保护连续域束缚态靠近，即整数拓扑荷演变；发现准friedrich-wintgen连续域束缚态向对称性保护连续域束缚态靠近，即整数拓扑荷演变；发现准偶然连续域束缚态与准friedrich-wintgen连续域束缚态相互靠近。在某一折射率，整数拓扑荷发生合成，可以观察到动量空间中大范围的品质因子显著提高。此后，继续朝相同趋势缓慢改变折射率，按照拓扑荷总数守恒定律，发生整数拓扑荷湮灭。此外，发现准连续域束缚态线，且在能带突然交叉的位置，观察到准连续域束缚态线经由体费米弧传递，伴随一对奇点的产生。
[0068]
在另外的一些实施例中，请参阅图3，包括一个第一插层与一个第二插层，且所述光学谐振腔的所述第一插层与第二插层的材质不同。结构板为孔洞图案为圆形的正方晶格人工带隙结构板，在其和包层之间以及在其和衬底分别之间增加材质不同的第一插层与第二插层，准偶然连续域束缚态携带的整数拓扑荷发生劈裂，得到两个半整数的拓扑荷，且交换上下插层，现象几乎不变。而准friedrich-wintgen连续域束缚态的携带的整数拓扑荷没有发生劈裂，但其在动量空间中的位置，对插层交换反应敏感。
[0069]
还有一些实施例中，请参阅图4，包括多个第一插层与多个第二插层，且所述光学谐振腔的所述第一插层与第二插层的材质相同或不同。结构板为孔洞图案为圆形的正方晶格人工带隙结构板，在人工带隙结构板和包层之间以及在人工带隙结构板和衬底之间分别增加多个第一插层与多个第二插层，两侧的组分是相同。可以实现半数拓扑荷独立调控和
单向辐射连续域束缚态。
[0070]
本发明还提供一种基于上述的人工带隙结构光学谐振腔的制备方法，包括以下步骤：在衬底上依次外延至少一个第二插层，结构板，至少一个第一插层，包层结构，得到人工带隙结构光学谐振腔。
[0071]
在本发明的某一些实施例中，本发明的外延方法可选用金属有机化学气相沉积法(mocvd)或分子束外延法(mbe)对各层进行外延或二次外延，在结构层采用电子束曝光或深度反应离子刻蚀等进行光刻
[0072]
可以理解的是，本发明所涉及的一种人工带隙结构光学谐振腔的制备方法，制备方法简单，制备的成本较低。
[0073]
本发明还提供基于上述的一种人工带隙结构光学谐振腔或由上述的方法所制备的一种人工带隙结构光学谐振腔的激光器。
[0074]
可以理解的是，本发明所涉及的一种人工带隙结构光学谐振腔激光器，阈值低、带宽大、功率高，且光学模式的偏振、相位、空间分布等灵活可控。因此所能应用的空间更大。
[0075]
实施例1
[0076]
一种人工带隙结构光学谐振腔1，所述光学谐振1，自上而下包括：包层结构、一个第一插层、结构板、一个第二插层、衬底，所述第一插层及所述第二插层的厚度为所述结构板厚度的1/20，所述第一插层及所述第二插层的材质均为aln。所述结构板的材料为过渡金属硫族化合物材料，结构板上设有多个孔洞。所述孔洞的图案为圆形。所述结构板的图案最大直径或边长为300nm。所述结构板的晶格为三角形晶格和平行四边形晶格，晶格常数为400nm。所述结构板的厚度为300nm。
[0077]
实施例2
[0078]
一种人工带隙结构光学谐振腔2，所述光学谐振2，自上而下包括：包层结构、一个第一插层、结构板、一个第二插层、衬底，所述第一插层及所述第二插层的厚度为所述结构板厚度的1/16，所述第一插层的材质均为ingaas，所述第二插层的材质为si。所述结构板的材料为过渡金属硫族化合物材料，结构板上设有多个孔洞。所述孔洞的图案为圆形和椭圆形。所述结构板的图案最大直径或边长为400nm。所述结构板的晶格为正方形晶格，晶格常数为300nm。所述结构板的厚度为250nm。
[0079]
实施例3
[0080]
一种人工带隙结构光学谐振腔3，自上而下包括：包层结构、一个第一插层、结构板、两个第二插层、衬底，所述第一插层及所述第二插层的厚度为所述结构板厚度的1/15，所述第一插层及所述第二插层的材质均为sin。所述结构板的材料为过渡金属硫族化合物材料，结构板上设有多个孔洞。所述孔洞的图案为圆形。所述结构板的图案最大直径或边长为150nm。所述结构板的晶格为正方形晶格，晶格常数为300nm。所述结构板的厚度为250nm。
[0081]
实施例4
[0082]
一种人工带隙结构光学谐振腔4，自上而下包括：包层结构、一个第一插层、结构板、一个第二插层、衬底，所述第一插层及所述第二插层的厚度为所述结构板厚度的1/4，所述第一插层及所述第二插层的材质均为ge。所述结构板的材料为钙钛矿材料，结构板上设有多个孔洞。所述孔洞的图案为椭圆形、三角形。所述结构板的图案最大直径或边长为360nm。所述结构板的晶格为三角形晶格和平行四边形晶格，晶格常数为400nm。所述结构板
的厚度为400nm。
[0083]
实施例5
[0084]
一种人工带隙结构光学谐振腔5，自上而下包括：包层结构、一个第一插层、结构板、一个第二插层、衬底，所述第一插层及所述第二插层的厚度为所述结构板厚度的1/17，所述第一插层的材质均为inp，所述第二插层的材质为si。所述结构板的材料为过渡金属硫族化合物材料，结构板上设有多个孔洞。所述孔洞的图案为圆形和椭圆形。所述结构板的图案最大直径或边长为400nm。所述结构板的晶格为正方形晶格，晶格常数为300nm。所述结构板的厚度为450nm。
[0085]
实施例6
[0086]
一种人工带隙结构光学谐振腔6，自上而下包括：包层结构、一个第一插层、结构板、一个第二插层、衬底，所述第一插层及所述第二插层的厚度为所述结构板厚度的1/17，所述第一插层的材质均为ingaas，所述第二插层的材质为bn。所述结构板的材料为过渡金属硫族化合物材料，结构板上设有多个孔洞。所述孔洞的图案为圆形和椭圆形。所述结构板的图案最大直径或边长为500nm。所述结构板的晶格为正方形晶格，晶格常数为300nm。所述结构板的厚度为350nm。
[0087]
实施例7
[0088]
一种人工带隙结构光学谐振腔7，自上而下包括：包层结构、一个第一插层、结构板、3个第二插层、衬底，所述第一插层及所述第二插层的厚度为所述结构板厚度的1/16，所述第一插层及所述第二插层的材质均为ingaas。所述结构板的材料为过渡金属硫族化合物材料，结构板上设有多个孔洞。所述孔洞的图案为圆形。所述结构板的图案最大直径或边长为150nm。所述结构板的晶格为正方形晶格，晶格常数为300nm。所述结构板的厚度为320nm。
[0089]
实施例8
[0090]
一种人工带隙结构光学谐振腔8，自上而下包括：包层结构、一个第一插层、结构板、2个第二插层、衬底，所述第一插层及所述第二插层的厚度为所述结构板厚度的1/15，所述第一插层及所述第二插层的材质均为gap。所述结构板的材料为过渡金属硫族化合物材料，结构板上设有多个孔洞。所述孔洞的图案为圆形。所述结构板的图案最大直径或边长为450nm。所述结构板的晶格为正方形晶格，晶格常数为600nm。所述结构板的厚度为350nm。
[0091]
实施例9
[0092]
一种人工带隙结构光学谐振腔9，自上而下包括：包层结构、一个第一插层、结构板、一个第二插层、衬底，所述第一插层及所述第二插层的厚度为所述结构板厚度的1/16，所述第一插层的材质均为gaasp，所述第二插层的材质为si。所述结构板的材料为过渡金属硫族化合物材料，结构板上设有多个孔洞。所述孔洞的图案为圆形和椭圆形。所述结构板的图案最大直径或边长为420nm。所述结构板的晶格为正方形晶格，晶格常数为600nm。所述结构板的厚度为278nm。
[0093]
试验例1.对本发明的人工带隙结构光学谐振腔进行远场偏振矢量分布和品质因子分布分析
[0094]
1.1试验设计
[0095]
选取实施例所涉及的人工带隙结构光学谐振腔，对其分别进行远场偏振矢量分布和品质因子分布的分析，其分析结果见图5-14。
[0096]
1.2结果分析
[0097]
参见图5可见，(图5中，m-γ-x[ka/2π]为倒格子(动量)空间从布里渊区中心(γ)到x的波矢)第2条能带(深色能带)上能够观察到有1个对称性保护连续域束缚态和8个准偶然连续域束缚态。
[0098]
通过插层微扰，(图6-14中，k
x
a/2π为面内波矢的x分量，kya/2π为面内波矢的y分量)参见图6可见，分立时，观察其进行远场偏振矢量分布，分别是1个对称性保护连续域束缚态和8个准偶然连续域束缚态；参见图7可见，聚合时，观察其远场偏振矢量分布。图8可见，聚合(图8(a))较分立(图8(b))带来的直观结果是：动量空间的高品质因子范围大大增加，可见，通过插层微扰，可以抑制制备不完美带来的面外散射。
[0099]
参见图9，深色的实线和虚线代表两根能带，在γ-x上反交叉且相互耦合，观察到生成了1个准friedrich-wintgen连续域束缚态，根据耦合强度不同，它可能出现在下支也可能出现在上支；同时观察到两根能带各自有1个对称性保护连续域束缚态。
[0100]
通过插层微扰，参见图10，分立时，其进行远场偏振矢量分布为1个对称性保护连续域束缚态和4个准friedrich-wintgen连续域束缚态；聚合时参见图10或图12，其远场偏振矢量分布，图11中准friedrich-wintgen连续域束缚态出现在下支时的聚合，而图12表示准friedrich-wintgen连续域束缚态出现在上支时的聚合。
[0101]
参见图8(b)和图13可见，1个对称性保护连续域束缚态和4个准friedrich-wintgen连续域束缚态的聚合效果比1个对称性保护连续域束缚态和8个准偶然连续域束缚态要好。这里有γ-m上准连续域束缚态线的贡献。
[0102]
参见图14，可见本发明实现了1个整数拓扑荷分裂成2个半整数拓扑荷，伴随一对圆偏振奇点(cpoint)和线偏振奇点线(lline)。由此可见，本发明可以生成全部3类偏振奇点，可以实现与奇点光学相关的新奇物态调控。
[0103]
综上所述，本发明所涉及的一种人工带隙结构光学谐振腔，通过在人工带隙结构光学谐振腔的顶部和底部均设置了至少一个插层，能够调控人工带隙结构朝向顶部和朝向底部的辐射，实现整数拓扑荷的生成、演变(聚合)、分裂和湮灭等过程，从而有效提升了对光学谐振腔均的损耗和光学模式的控制能力，制备成本较低，工艺相对简单。
[0104]
以上实施例仅为本发明其中的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。