[發(fā)明專利]基于磁光材料的與偏振無關的光子晶體環(huán)行器

有效

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• 申請日: 2020-12-25
• 公開（公告）號: CN112526775B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發(fā)明（設計）人: 林密;歐陽征標;傅立新;王瓊
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: G02F1/09
• 分類號: G02F1/09;G02F1/095
• 代理公司: 深圳市君勝知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 劉芙蓉

本發(fā)明提供了一種基于磁光材料的與偏振無關的光子晶體環(huán)行器，其中，包括：光子晶體波導；磁光材料復合件，設置于所述光子晶體波導的中心；所述磁光材料復合件包括：鐵氧體材料層和等離子體材料層。通過在光子晶體波導的中心設置磁光材料復合件，利用磁光材料復合件中的鐵氧體材料層和等離子體材料層，分別對TE和TM模式提供磁光旋轉(zhuǎn)效應。從而使得該光子晶體環(huán)行器，可同時工作于TE和TM兩種偏振模式下，擴大了光子晶體環(huán)行器的適用范圍。

技術領域

本發(fā)明涉及環(huán)行器技術領域，具體涉及一種基于磁光材料的與偏振無關的光子晶體環(huán)行器。

背景技術

環(huán)行器是一種實現(xiàn)電磁波信號正向順序?qū)ǘ聪騻鬏斪柚沟亩喽丝诜腔ヒ谉o源器件，在微波及光波頻段，利用環(huán)行器可實現(xiàn)網(wǎng)絡的雙工、去耦、保護和匹配等功能。

環(huán)行器在光路集成中可作為一種非互易器件，它可以控制光波沿特定通道傳輸而避免其對其它通道的干擾，從而提高集成光路的穩(wěn)定性。環(huán)行器如果作為隔離器使用時，可以通過屏蔽來自輸出端的信號而使信號只能在一個方向上傳播；在反射放大器中，環(huán)行器作為非互易器件可以將放大的輸出信號與輸入端分離，所以環(huán)行器也是構建大規(guī)模集成光路時不可或缺的功能器件。

然而，目前可見的絕大多數(shù)環(huán)行器都只能工作在單一偏振模式下，即只能工作于TE或TM模式。如果輸入端既有TE波信號輸入，又有TM波信號輸入，則這種單一偏振模式的環(huán)行器就將失效。

因此，如何提升環(huán)行器的適用范圍是亟需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種基于磁光材料的與偏振無關的光子晶體環(huán)行器，旨在一定程度上解決現(xiàn)有技術中環(huán)行器不能同時工作在TE和TM偏振模式下的技術問題。

本發(fā)明解決上述技術問題的技術方案如下：

一種基于磁光材料的與偏振無關的光子晶體環(huán)行器，其中，包括：

光子晶體波導；

磁光材料復合件，設置于所述光子晶體波導的中心；所述磁光材料復合件包括：鐵氧體材料層和等離子體材料層。

可選地，所述的基于磁光材料的與偏振無關的光子晶體環(huán)行器，其中，所述鐵氧體材料層包覆在所述等離子體材料層的表面或所述等離子體材料層包覆在所述鐵氧體材料層的表面；所述磁光材料復合件為圓柱或正多邊形柱。

可選地，所述的基于磁光材料的與偏振無關的光子晶體環(huán)行器，其中，所述光子晶體波導由具有第一折射率的介質(zhì)柱陣列周期性排列于具有第二折射率的介質(zhì)中構成；所述第一折射率小于所述第二折射率。

可選地，所述的基于磁光材料的與偏振無關的光子晶體環(huán)行器，其中，所述第一折射率小于1.6，所述第二折射率大于2.0。

可選地，所述的基于磁光材料的與偏振無關的光子晶體環(huán)行器，其中，所述第一折射率介質(zhì)柱為圓柱或正多邊形柱。

可選地，所述的基于磁光材料的與偏振無關的光子晶體環(huán)行器，其中，所述光子晶體波導為Y字形光子晶體波導。

可選地，所述的基于磁光材料的與偏振無關的光子晶體環(huán)行器，其中，所述光子晶體波導為二維光子晶體波導。

可選地，所述的基于磁光材料的與偏振無關的光子晶體環(huán)行器，其中，所述二維光子晶體波導包括：蜂窩結構二維光子晶體波導、孔狀三角晶格二維光子晶體波導、非規(guī)則形狀二維光子晶體波導。

可選地，所述的基于磁光材料的與偏振無關的光子晶體環(huán)行器，其中，所述磁光材料復合件為圓柱，所述復合件的半徑為0.363a，其中，所述a為晶格常數(shù)。

可選地，所述的基于磁光材料的與偏振無關的光子晶體環(huán)行器，其中，所述光子晶體環(huán)行器同時工作在TE和TM偏振模式下。