【技术实现步骤摘要】
一种紧凑型微波拓扑分束器
[0001]本专利技术属于微波光学、拓扑光子学、磁光光子晶体领域，特别涉及一种紧凑型微波拓扑分束器。
技术介绍
[0002]分束器是超密集成光路的关键设备，在光通信中具有提高传输效率的优点。近年来，基于光子晶体波导的光分束器受到广泛研究人员的青睐。光子晶体波导分束器是利用线缺陷能导光的特性实现光波分束的器件。然而，由普通光子晶体波导组成的分束器没有拓扑保护，本质上遭受着巨大的后向散射损失(高震等人在文章Guiding,bending,and splitting of coupleddefect surface modes in asurface
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wave photonic crystal中提出使用普通光子晶体构建弯曲波导)。相反地，利用磁光材料的旋磁特性，研究人员发现基于磁光光子晶体能产生单向传输、抗背向散射、免疫缺陷传输等性能优异的拓扑光子态，引起了人们的广泛关注。
[0003]近来，利用磁光光子晶体波导实现具有优异性能的光分束器的研究也开始崭露头角，科学家们开始利用磁...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种紧凑型的微波拓扑分束器，其特征在于，包括二维截面为矩形的具有相反磁化的第一反手性磁光光子晶体(1)和第二反手性磁光光子晶体(2)；第一反手性磁光光子晶体(1)和第二反手性磁光光子晶体(2)中均包括多行由圆形的介质柱(13)周期排列构成的蜂窝状晶格(3)，同一行中相邻的蜂窝状晶格(3)共用中间的两个介质柱(13)；所有介质柱(13)置于空气背景下，蜂窝状晶格(3)的晶胞的二维截面为正六边形，蜂窝状晶格(3)的晶胞分为两个交错的正三角形子晶格(A)和倒三角形子晶格(B)，给正三角形子晶格(A)的介质柱(13)和倒三角形子晶格(B)的介质柱(13)施加方向相反的磁场，获得在微波领域的反手性边界态的独特性质；将两个大小相等、传输方向相反的第一反手性磁光光子晶体(1)和第二反手性磁光光子晶体(2)拼接在一起，在拼接线两端分别放置第一点光源(11)和第二点光源(12)。2.根据权利要求1所述的一种紧凑型的微波拓扑分束器，其特征在于，在拼接后的第一反手性磁光光子晶体(1)和第二反手性磁光光子晶体(2)垂直于拼接线的两侧分别设置上分束器边界(14)和下分束器边界(15)，平行于拼接线的两侧分别设置左分束器边界(16)和右分束器边界(17)；其中，第一点光源(11)邻近下分束器边界(15)，第二点光源(12)邻近上分束器边界(14)，设置分束器坐标系，+x方向为第一反手性磁光光子晶体(1)指向第二反手性磁光光子晶体(2)，
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x方向是第二反手性磁光光子晶体(2)指向第一反手性磁光光子晶体(1)，+y方向是第一点光源(11)指向第二点光源(12)，
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y方向是第二点光源(12)指向第一点光源(11)，+z方向是垂直xy平面向外，
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z方向是垂直xy平面向里。3.根据权利要求2所述的一种紧凑型的微波拓扑分束器，其特征在于，排列的蜂窝状晶格(3)中，根据切割方式不同，排列的介质柱(13)可以分为锯齿形边界和扶手椅形边界，锯齿形边界呈锯齿状，扶手椅形边界呈类方波状；拼接后的第一反手性磁光光子晶体(1)和第二反手性磁光光子晶体(2)中，最临近上分束器边界(14)的两排介质柱(13)构成上锯齿形边界(42)，最临近下分束器边界(15)的两排介质柱(13)构成下锯齿形边界(41)；最临近右分束器边界(17)的两排介质柱(13)构成右扶手椅形边界(52)，最临近左分束器边界(16)的两排介质柱(13)构成左扶手椅形边界(51)。4.根据权利要求2所述的一种紧凑型的微波拓扑分束器，其特征在于，第一反手性磁光光子晶体(1)中，对所有正三角形子晶格(A)的介质柱(13)施加+z方向的磁场，对所有倒三角形子晶格(B)的介质柱(13)施加
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z方向的磁场，由于正三角形子晶格(A)和倒三角形子晶格(B)的整体耦合作用产生沿上锯齿形边界(42)和下锯齿形边界(41)向
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x方向传输的单向边界态；第二反手性磁光光子晶体(2)中，对所有正三角形子晶格(A))的介质柱(13)施加
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z方向的磁场，对所有倒三角形子晶格(B))的介质柱(13)施加+z方向的磁场，由于正三角形子晶格(A)和倒三角形子晶格(B)的整体耦合作用产生沿上锯齿形边界(42)和下锯齿形边界(41)向+x方向传输的单向边界态；第一反手性磁光光子晶体(1)和第二反手性磁光光子晶体(2)的传输方向从拼接线处背向而行。5.根据权利要求2所述的一种紧凑型的微波拓扑分束器，其特征在于，第一点光源(11)和第二点光源(12)分别放...
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