[发明专利]基于磁光腔耦合的光子晶体四端口环行器

权利要求书

1.一种基于磁光腔耦合的光子晶体四端口环行器，所述光子晶体由三角对 称排列的第一空气柱周期分布于介质背景材料中构成，三角对称排列的第一空 气柱具体是指阵列中任何相邻三个第一空气柱的中心连线构成等边三角形，其 特征在于：包括两个相同的第一磁光腔和第二磁光腔，以及在第一磁光腔周围 对称分布的第一波导、第二波导、第三波导和在第二磁光腔周围对称分布的第 四波导、第五波导、第六波导，中间连接第一磁光腔和第二磁光腔的第三波导 和第四波导构成“v”形排列，所述第二波导和第四波导、所述第三波导和第五波 导分别平行；所述第一磁光腔与所述第一波导、第二波导、第三波导的衔接处 均设立两个第二空气柱，所述第二磁光腔与所述第四波导、第五波导、第六波 导的衔接处同样均设立两个第二空气柱，该第二空气柱的直径小于所述的第一 空气柱的直径；靠近第一磁光腔的第一波导和第二波导、第一波导和第三波导 以及第二波导和第三波导之间均设置一排第三空气柱和一排第四空气柱，靠近 第二磁光腔的第四波导和第五波导、第四波导和第六波导以及第五波导和第六 波导之间同样均设置一排第三空气柱和一排第四空气柱，所述第四空气柱的直 径大于所述第三空气柱的直径，第三空气柱的直径大于所述第一空气柱的直径。

2.根据权利要求1所述的基于磁光腔耦合的光子晶体四端口环行器，其特 征在于：所述第三波导和第四波导连接处具有的上下位置的第五空气柱和第六 空气柱都沿着平行于第一波导和第六波导的方向向上移动所述光子晶体的晶格 常数一半的距离。

3.根据权利要求2所述的基于磁光腔耦合的光子晶体四端口环行器，其特 征在于：所述第一磁光腔和第二磁光腔均包括一磁光材料柱和六个对称分布在 该磁光材料柱周围的第一空气柱，该磁光材料柱是在磁光材料填充一个第一空 气柱的基础上并对其施加与第一空气柱轴线平行方向的磁场而形成。

4.根据权利要求1所述的基于磁光腔耦合的光子晶体四端口环行器，其特 征在于：所述第一波导至第六波导是利用介质背景材料填充一列第一空气柱而 形成，并且波导长度至少为三个所述光子晶体的晶格常数。

5.根据权利要求1所述的基于磁光腔耦合的光子晶体四端口环行器，其特 征在于：所述第一磁光腔周围对称分布的第一波导、第二波导及第三波导之间 的相邻夹角为120度，所述第一波导、第二波导及第三波导的交线汇聚于第一 磁光腔中心；所述第二磁光腔周围对称分布的第四波导、第五波导及第六波导 之间的相邻夹角为120度，所述第四波导、第五波导及第六波导的交线汇聚于 第二磁光腔中心。

6.根据权利要求1所述的基于磁光腔耦合的光子晶体四端口环行器，其特 征在于：所述构成“v”形排列的第三波导和第四波导的长度相同，并且两波导之 间夹角为120度。

7.根据权利要求3所述的基于磁光腔耦合的光子晶体四端口环行器，其特 征在于：所述光子晶体中的第一空气柱至第六空气柱以及两个磁光材料柱的截 面为圆形、三角形、四边形、五边形或六边形。

8.根据权利要求3所述的基于磁光腔耦合的光子晶体四端口环行器，其特 征在于：所述光子晶体的介质背景材料为氮化镓材料，所述填充第一空气柱的 磁光材料为铋铁石榴石材料。