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本发明提供了一种基于旋转椭圆介质柱的太赫兹谷拓扑光子晶体及宽带拓扑光波导，所示谷拓扑光子晶体由旋转椭圆介质柱在背景折射率为1.39的介质中排列而成，所述旋转椭圆介质柱绕其轴线逆时针方向旋转的偏转角可在0°～60°之间调整，实现两种拓扑性质的VPC，还可以获得两个光子带隙，其中低频带隙宽度可达到0.21(2πc/a)，高频带隙宽度可达0.38(2πc/a)，相较于以往的结构有显著的增加，因此适用于宽带、选频和器件的设计。有该晶体结构构建的光波导具有单向鲁棒的传输，且具有较高的传输率，光局域性增强，对无序、空腔、急弯等缺陷具有免疫特性。该光波导结构通过旋转介质柱能够实现“U”、“Y”形和“Z”形等不同路径的单向传输。

本发明提供了一种可调控拓扑光子晶体边界态的光波导结构，包括上金属板、下金属板、波导、背景材料和壳体；上金属板和下金属板设置于壳体内，波导设置于上金属板和下金属板之间，波导由A部分和B部分组成，A部分由具有平庸拓扑性质的晶胞排列构成，B部分由具有非平庸拓扑性质的晶胞排列构成，所有晶胞均由六个半径为0.12a的圆柱形介质柱排列构成，晶胞的横截面为正六边形，晶胞的中心到晶胞内圆柱形介质柱的距离半径为R，相邻两个晶胞的中心间距为晶格常数a，平庸拓扑性质的晶胞满足a/R＝3.36，非平庸拓扑性质的晶胞满足a/R＝2.8，本发明解决传统波导光子局域性弱、传输效率低以及无法调控频率的问题。