本发明涉及光子晶体与光子器件领域，涉及一种选择性激发的半位错双光学微腔。
背景技术：
1、光学微腔因其能够在极小的体积内通过共振方式聚集能量而被广泛研究，并在光传感和光物质相互作用中发挥着不可替代的作用，被广泛应用于微激光器、光子频率梳、集成光子器件等光学设备中。光学微腔主要有法布里帕罗微腔，回音壁微腔和光子晶体微腔，其中光子晶体微腔主要以高q值，低损耗而闻名。一般来说，传统的光子晶体微腔依赖于人工点缺陷。然而，这种点缺陷微腔非常脆弱，轻微的制造误差或失调都会导致严重的模式频率漂移和q值下降。此外，由于镜像对称性，如果一个系统内具有多个相同的微腔，所有微腔都会在同一频率下同时被激发，限制了应用范围。
技术实现思路
1、发明目的：针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种可以选择性激发的半位错双光学微腔，基于铁氧体圆柱的矩形点阵，通过嵌入半列铁氧体圆柱来构造两个半位错光学微腔，利用外加磁场打破时间反演对称性来实现选择激发，具有结构简单，激发比高，抗干扰性强等优势。
2、技术方案：为实现上述发明目的，本发明提供的一种选择性激发的半位错双光学微腔，包括铁氧体圆柱半位错阵列、平行板波导和电磁吸收材料，所述铁氧体圆柱半位错阵列形成方法如下：首先用铁氧体圆柱按矩形点阵排列形成光子晶体，光子晶体分为上下两个子点阵；然后沿上子点阵中线嵌入半列铁氧体圆柱，嵌入的半列铁氧体圆柱对上子点阵中线两侧的铁氧体圆柱挤压导致两侧圆柱分别向左右方向移动；与此同时，上子点阵和下子点阵交界处的铁氧体圆柱因挤压而产生晶格位错；根据挤压形变对交界处铁氧体圆柱位置进行调整得到一对位于上下子点阵交界处的半位错微腔；由上下子点阵共同形成的半位错阵列放置于平行板波导之间；四个边界均覆盖电磁吸收材料；外置磁场方向垂直于阵列平面。
3、作为优选，所述铁氧体圆柱按矩形点阵排列形成的光子晶体至少设置22列铁氧体圆柱。
4、作为优选，所述铁氧体圆柱半位错阵列满足镜面对称性，矩形点阵排列的长度方向的晶格常数是宽度方向的晶格常数的两倍。
5、作为优选，所述两个半位错微腔分别位于中线的左右两侧，通过将半列铁氧体圆柱沿中线嵌入到上子点阵中，额外嵌入的铁氧体圆柱对上子点阵中线两侧的铁氧体圆柱造成挤压形变，同时也导致上下子点阵的交界面产生晶格位错，形成两个开口朝向上的半位错微腔。
6、作为优选，所述铁氧体圆柱阵列中铁氧体圆柱为钇铁石榴石(yig)圆柱。
7、作为优选，所述铁氧体圆柱半位错阵列中的两个半位错微腔分别位于阵列中线的两侧，并且两个半位错微腔沿阵列中线镜面对称。
8、作为优选，电磁激励源放置在中间一行铁氧体圆柱的上方或下方。
9、作为优选，电磁激励源为点源，放置在两个半位错光学微腔连线的中心。
10、作为优选，探测源放置在半位错光学微腔的几何中心。
11、作为优选，通过调整磁场的方向来选择性激发单个光学微腔。
12、工作原理：本发明提出的选择性激发半位错双光学微腔，首先构建基于矩形晶格的铁氧体圆柱阵列，并通过嵌入半列铁氧体圆柱来构建半位错双腔结构，得到一对具有镜面对称性的光学微腔。紧接着利用外加磁场打破系统的时间反演对称，微腔中的一对简并光子束缚态发生能级分裂，从而导致两个微腔中光子能量失衡，形成单个微腔的选择性激发。最后，双光学微腔的选择性激发与外加磁场的方向相关。调整外加磁场方向(如旋转180°)可激发任意一侧的光学微腔。
13、有益效果：与现有技术相比，本发明提出的具有选择性激发的半位错双光学微腔构造简单，可实现单个光学微腔的选择性激发，具有原理简单、结构紧凑、激发比高、电磁损耗小、抗干扰性强等优点。由于受到拓扑保护，半位错微腔对制造精度要求不高，对无序和缺陷免疫，适配于各类集成光子器件。由于铁氧体圆柱阵列具有尺度不变性，可通过直接改变几何尺寸将工作频率移植到太赫兹波段或者光波段，具有广泛的普适性。
1.一种选择性激发的半位错双光学微腔，其特征在于，包括铁氧体圆柱半位错阵列、平行板波导和电磁吸收材料，所述铁氧体圆柱半位错阵列形成方法如下：首先用铁氧体圆柱按矩形点阵排列形成光子晶体，光子晶体分为上下两个子点阵；然后沿上子点阵中线嵌入半列铁氧体圆柱，嵌入的半列铁氧体圆柱对上子点阵中线两侧的铁氧体圆柱挤压导致两侧圆柱分别向左右方向移动；与此同时，上子点阵和下子点阵交界处的铁氧体圆柱因挤压而产生晶格位错；根据挤压形变对交界处铁氧体圆柱位置进行调整得到一对位于上下子点阵交界处的半位错微腔；由上下子点阵共同形成的半位错阵列放置于平行板波导之间；四个边界均覆盖电磁吸收材料；外置磁场方向垂直于阵列平面。
2.根据权利要求1所述的选择性激发的半位错双光学微腔，其特征在于，所述铁氧体圆柱按矩形点阵排列形成的光子晶体至少设置22列铁氧体圆柱。
3.根据权利要求1所述的选择性激发的半位错双光学微腔，其特征在于，所述铁氧体圆柱半位错阵列满足镜面对称性，矩形点阵排列的长度方向的晶格常数是宽度方向的晶格常数的两倍。
4.根据权利要求1所述的选择性激发的半位错双光学微腔，其特征在于，所述两个半位错微腔分别位于中线的左右两侧，通过将半列铁氧体圆柱沿中线嵌入到上子点阵中，额外嵌入的铁氧体圆柱对上子点阵中线两侧的铁氧体圆柱造成挤压形变，同时也导致上下子点阵的交界面产生晶格位错，形成两个开口朝向上的半位错微腔。
5.根据权利要求1所述的选择性激发的半位错双光学微腔，其特征在于，所述铁氧体圆柱为钇铁石榴石圆柱。
6.根据权利要求1所述的选择性激发的半位错双光学微腔，其特征在于，所述铁氧体圆柱半位错阵列中的两个半位错微腔分别位于阵列中线的两侧，并且两个半位错微腔沿阵列中线镜面对称。
7.根据权利要求1所述的选择性激发的半位错双光学微腔，其特征在于，电磁激励源放置在中间一行铁氧体圆柱的上方或下方。
8.根据权利要求1所述的选择性激发的半位错双光学微腔，其特征在于，电磁激励源为点源，放置在两个半位错光学微腔连线的中心。
9.根据权利要求1所述的选择性激发的半位错双光学微腔，其特征在于，探测源放置在半位错光学微腔的几何中心。
10.根据权利要求1所述的选择性激发的半位错双光学微腔，其特征在于，通过调整磁场的方向来选择性激发单个光学微腔。
