本实用新型专利技术公开了一种基于自准直效应的频率可调90度弯曲器，包括设有通孔的基材、由多个三氧化二铝柱组成的介质型光子晶体、由多个铁氧体柱组成的磁性光子晶体，所述三氧化二铝柱和铁氧体柱均位于通孔中，所述三氧化二铝柱和铁氧体柱构成矩形的阵列，所述三氧化二铝柱与铁氧体柱的分界面与水平方向的夹角是45度。本实用新型专利技术还公开了一种基于自准直效应的频率可调90度分束器。本实用新型专利技术结构简单，实现方便，可以无需调整光子晶体工艺结构控制电磁波束的自准直传播。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及自准直电磁波束的控制
，具体是基于自准直效应的频率可调90度弯曲器、分束器，利用可调旋磁媒质（基于铁氧体的磁性光子晶体）实现电磁波束频率可调。
技术介绍
自准直电磁波束的控制的是基于光子晶体的自准直效应，光子晶体的这一特殊效应可以被用来解决波束整形问题，并可对波导输出波进行控制。在完好的光子晶体中引入线缺陷，通过调节线缺陷的柱子的大小和间距，实现自准直光束的分束和弯曲。目前制作的弯曲器、分束器主要有介质型光子晶体制成光子晶体，通过引入线缺陷实现弯曲、分束，但是对于频率比较依赖、敏感；另外，通过金属波导制作的弯曲器、分束器，其中电磁波的损耗比较大。
技术实现思路
技术目的：针对上述现有存在的问题和不足，本技术的目的是提供一种结构简单，实现方便的基于铁氧体、三氧化二铝实现自准直效应频率可调的90度弯曲器、分束器，可以无需调整光子晶体工艺结构控制电磁波束的自准直传播。技术方案：为实现上述技术目的，本技术采用的第一种技术方案为一种基于自准直效应的频率可调90度弯曲器，包括设有通孔的基材、由多个三氧化二铝柱组成的介质型光子晶体、由多个铁氧体柱组成的磁性光子晶体，所述三氧化二铝柱和铁氧体柱均位于通孔中，所述三氧化二铝柱和铁氧体柱构成矩形的阵列，所述三氧化二铝柱与铁氧体柱的分界面与水平方向的夹角是45度。进一步的，所述铁氧体柱为软磁铁氧体柱。更进一步的，所述铁氧体柱为软磁铁氧体柱。更进一步的，所述软磁铁氧体柱为微波钇铁石榴石铁氧体柱。进一步的，所述三氧化二铝柱和铁氧体柱的形状均为圆柱体。进一步的，所述三氧化二铝柱和铁氧体柱的半径不同，高度相同。进一步的，所述三氧化二铝柱和铁氧体柱构成正方形的阵列。进一步的，所述基材的介电常数介于1.0-1.18之间。更进一步的，所述基材的材料为泡沫。进一步的，所述基材的上表面和下表面分别设有金属板。更进一步的，所述金属板为铝板。进一步的，所述三氧化二铝柱和铁氧体柱的高度与所述基材的厚度相同。本技术采用的第二种技术方案为基于自准直效应的频率可调90度分束器，包括设有通孔的基材、由多个三氧化二铝柱组成的介质型光子晶体、由多个铁氧体柱组成的磁性光子晶体，所述三氧化二铝柱和铁氧体柱均位于通孔中，所述三氧化二铝柱和铁氧体柱构成矩形的阵列，所述三氧化二铝柱与铁氧体柱的分界面有两个，且该两个面的夹角是90度，该两个面与水平方向的夹角均为45度。进一步的，所述铁氧体柱为软磁铁氧体柱。更进一步的，所述铁氧体柱为软磁铁氧体柱。更进一步的，所述软磁铁氧体柱为微波钇铁石榴石铁氧体柱。进一步的，所述三氧化二铝柱和铁氧体柱的形状均为圆柱体。进一步的，所述三氧化二铝柱和铁氧体柱的半径不同，高度相同。进一步的，所述三氧化二铝柱和铁氧体柱构成正方形的阵列。进一步的，所述基材的介电常数介于1.0-1.18之间。更进一步的，所述基材的材料为泡沫。进一步的，所述基材的上表面和下表面分别设有金属板。更进一步的，所述金属板为铝板。进一步的，所述三氧化二铝柱和铁氧体柱的高度与所述基材的厚度相同。有益效果：本技术可以应用软磁铁氧体材料的等效磁导率随外加偏置磁场强度改变而改变的可调特点,实现基于自准直效应的磁可调波导。可以无需调整光子晶体工艺结构实现电磁波束频率可调。可以实现分束器和弯曲器功能，灵活选择输出通道。铁氧体根据实际需要设定外加偏置磁场的大小。本技术避免了引入结构线缺陷在工艺精度上的要求,能有效地使电磁波无衍射的自准直传播。同时具有结构简单，加工容易，成本低廉，易于实现等优势。附图说明图1为本技术实现90度弯曲器的结构示意图。图2为本技术实现分束器的结构示意图。图3为在外加偏置磁场为400Oe，只包含区域（一）铁氧体时，电磁波束很好的自准直传输示意图。图4为在外加偏置磁场为400Oe时，基于铁氧体的光子晶体阵列的色散曲线。图5为基于三氧化二铝的光子晶体阵列的色散曲线。图6为在图1所示结构内，电磁波束实现90度弯曲传输的电场传播示意图。图7为在图2所示结构内，电磁波束实现T型分束传输的电场传播示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本技术，应理解这些实施例仅用于说明本技术而不用于限制本技术的范围，在阅读了本技术之后，本领域技术人员对本技术的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。本申请受国家级2013年大学生创新创业训练计划项目(项目批准号:201310323009)和江苏省2013年大学生实践创新训练计划项目（项目批准号: 201310323009Z）支持。本技术利用了铁氧体对外加偏置磁场的被调控特性，实现了在不改变结构的情况下实现对弯曲、分束的频率调节，性能较好。以下波束弯曲器和分束器的性能仅是针对采用微波钇铁石榴石铁氧体(铁氧体的饱和磁化强度1884Oe)条件下优化后的结果,若采用别的类似软磁铁氧体,基于本技术原理和结构进行尺寸上的优化后也能得到。图1所示，本实施例中,90度弯曲器主要包括阵列铁氧体圆柱体1构成的磁性光子晶体组成区域（一）、阵列三氧化二铝圆柱体2构成的介质型光子晶体组成区域（二）和泡沫材质的基材3,铁氧体圆柱体1、三氧化二铝圆柱体2位于泡沫材质基材3的通孔中。磁性（介质型）光子晶体的阵列大小为35*35。磁性光子晶体和介质型光子晶体均为四方点阵,晶格常数为10mm，铁氧体圆柱体半径为3.5mm，三氧化二铝圆柱体半径为2.0mm，铁氧体圆柱体和三氧化二铝圆柱体的高均为10mm。区域（一）中所加外加偏置磁场为400Oe。图2所示，本实施例中,分束器主要包括阵列铁氧体圆柱体构成的磁性光子晶体组成区域（一）、阵列三氧化二铝圆柱体构成的介质型光子晶体组成区域（二）和泡沫材质的基材,铁氧体圆柱、三氧化二铝圆柱位于泡沫材质基材的通孔中。图3所示为磁性光子晶体的阵列大小为35*35时，所加外加偏置磁场为400Oe，实现电磁波自准直传输的场强分布图。图4所示为在外加偏置磁场为400Oe时，基于铁氧体的光子晶体阵列的色散曲线。斜线区域为实现自准直频域范围8.77GHZ-9.45GHz。并且自准直频率随外加偏置磁场可调。图5所示为基于三氧化二铝的光子晶体阵列的色散曲线。网状线区域为带隙，不能传输电磁波束。图6为在图1所示结构内，可以实现电磁波束 弯曲传输的电场分布示意图。类似可以实现电磁波束弯曲传输。图7为在图2所示结构内，电磁波束实现T型分束传输的电场分布图。并且通过调节入射电磁波的相对位置实现能量的合理分束。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于自准直效应的频率可调90度弯曲器，其特征在于，包括设有通孔的基材、由多个三氧化二铝柱组成的介质型光子晶体、由多个铁氧体柱组成的磁性光子晶体，所述三氧化二铝柱和铁氧体柱均位于通孔中，所述三氧化二铝柱和铁氧体柱构成矩形的阵列，所述三氧化二铝柱与铁氧体柱的分界面与水平方向的夹角是45度。
【技术特征摘要】
1.一种基于自准直效应的频率可调90度弯曲器，其特征在于，包括设有通孔的基材、由多个三氧化二铝柱组成的介质型光子晶体、由多个铁氧体柱组成的磁性光子晶体，所述三氧化二铝柱和铁氧体柱均位于通孔中，所述三氧化二铝柱和铁氧体柱构成矩形的阵列，所述三氧化二铝柱与铁氧体柱的分界面与水平方向的夹角是45度。
2.一种基于自准直效应的频率可调90度分束器，其特征在于，包括设有通孔的基材、由多个三氧化二铝柱组成的介质型光子晶体、由多个铁氧体柱组成的磁性光子晶体，所述三氧化二铝柱和铁氧体柱均位于通孔中，所述三氧化二铝柱和铁氧体柱构成矩形的阵列，所述三氧化二铝柱与铁氧体柱的分界面有两个，且该两个面的夹角是90度，该两个面与水平方向的夹角均为45度。
3.根据权利要求1所述基于自准直效应的频率可调90度弯曲器或权利要求2所述基于自准直效应的频率可调90度分束器，其特征在于，所述铁氧体柱为软磁铁氧体柱。
4.根据权利要求3所述基于自准直效应的频率可调90度弯曲器或基于自准直效应的频率可调90度分束器，其特征在于，所述软磁铁氧体柱为微波钇铁石榴石铁氧体柱。
5.根据权利要求1所述基于自准直效应的频率...
【专利技术属性】
技术研发人员：李清波，陈宝锭，陈华宝，孙慧玲，李珊珊，
申请(专利权)人：淮阴师范学院，
类型：新型
国别省市：江苏;32
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