[发明专利]基于磁光材料的与偏振无关的光子晶体环行器

说明书

本发明提供了一种基于磁光材料的与偏振无关的光子晶体环行器，其中，包括：光子晶体波导；磁光材料复合件，设置于所述光子晶体波导的中心；所述磁光材料复合件包括：铁氧体材料层和等离子体材料层。通过在光子晶体波导的中心设置磁光材料复合件，利用磁光材料复合件中的铁氧体材料层和等离子体材料层，分别对TE和TM模式提供磁光旋转效应。从而使得该光子晶体环行器，可同时工作于TE和TM两种偏振模式下，扩大了光子晶体环行器的适用范围。

技术领域

本发明涉及环行器技术领域，具体涉及一种基于磁光材料的与偏振无关的光子晶体环行器。

背景技术

环行器是一种实现电磁波信号正向顺序导通而反向传输阻止的多端口非互易无源器件，在微波及光波频段，利用环行器可实现网络的双工、去耦、保护和匹配等功能。

环行器在光路集成中可作为一种非互易器件，它可以控制光波沿特定通道传输而避免其对其它通道的干扰，从而提高集成光路的稳定性。环行器如果作为隔离器使用时，可以通过屏蔽来自输出端的信号而使信号只能在一个方向上传播；在反射放大器中，环行器作为非互易器件可以将放大的输出信号与输入端分离，所以环行器也是构建大规模集成光路时不可或缺的功能器件。

然而，目前可见的绝大多数环行器都只能工作在单一偏振模式下，即只能工作于TE或TM模式。如果输入端既有TE波信号输入，又有TM波信号输入，则这种单一偏振模式的环行器就将失效。

因此，如何提升环行器的适用范围是亟需解决的问题。

发明内容

本发明提供一种基于磁光材料的与偏振无关的光子晶体环行器，旨在一定程度上解决现有技术中环行器不能同时工作在TE和TM偏振模式下的技术问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种基于磁光材料的与偏振无关的光子晶体环行器，其中，包括：

光子晶体波导；

磁光材料复合件，设置于所述光子晶体波导的中心；所述磁光材料复合件包括：铁氧体材料层和等离子体材料层。

可选地，所述的基于磁光材料的与偏振无关的光子晶体环行器，其中，所述铁氧体材料层包覆在所述等离子体材料层的表面或所述等离子体材料层包覆在所述铁氧体材料层的表面；所述磁光材料复合件为圆柱或正多边形柱。

可选地，所述的基于磁光材料的与偏振无关的光子晶体环行器，其中，所述光子晶体波导由具有第一折射率的介质柱阵列周期性排列于具有第二折射率的介质中构成；所述第一折射率小于所述第二折射率。

可选地，所述的基于磁光材料的与偏振无关的光子晶体环行器，其中，所述第一折射率小于1.6，所述第二折射率大于2.0。

可选地，所述的基于磁光材料的与偏振无关的光子晶体环行器，其中，所述第一折射率介质柱为圆柱或正多边形柱。

可选地，所述的基于磁光材料的与偏振无关的光子晶体环行器，其中，所述光子晶体波导为Y字形光子晶体波导。

可选地，所述的基于磁光材料的与偏振无关的光子晶体环行器，其中，所述光子晶体波导为二维光子晶体波导。

可选地，所述的基于磁光材料的与偏振无关的光子晶体环行器，其中，所述二维光子晶体波导包括：蜂窝结构二维光子晶体波导、孔状三角晶格二维光子晶体波导、非规则形状二维光子晶体波导。

可选地，所述的基于磁光材料的与偏振无关的光子晶体环行器，其中，所述磁光材料复合件为圆柱，所述复合件的半径为0.363a，其中，所述a为晶格常数。

可选地，所述的基于磁光材料的与偏振无关的光子晶体环行器，其中，所述光子晶体环行器同时工作在TE和TM偏振模式下。