【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电磁场与微波，涉及一种特殊对称性下的光子晶体周期性阵列结构，具体为一种多端口环行器。
技术介绍
1、环行器作为一种非互易无源器件，在光通信、太赫兹技术、微波技术中均有着重要的应用，特别是大规模集成光路的应用中，环行器可隔离相邻模块或器件之间的反射光，从而有效降低干扰，提升系统的稳定性。光子晶体作为一种人工电磁材料，在操控电磁波以及光子的传输方面具有广泛的应用。目前已有的一些基于磁性光子晶体设计的环行器，一般仅单个磁光腔或者是单个磁光材料柱来实现电磁波传播方向的非互易性偏转，在工作性能方面存在一定局限性。随着光通信系统的快速发展，对环行器的新要求涌现出来，需要结构简单、易于制造、性能稳定多端口隔离器以适应现代微波通信系统对小型、高性能组件的需求。
技术实现思路
1、专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种多端口环行器，以实现特定频率电磁波正向顺序导通而反向传输阻止的多端口传输。
2、技术方案：本专利技术提供的一种多端口环行器，包括铁氧体环形柱阵列和阵列中心的金属板，所述铁氧体环形柱阵列由第一子阵列和第二子阵列交替构成环形阵列，所述第一子阵列和第二子阵列均由铁氧体环形柱组成的光子晶体原胞按蜂窝点阵排列形成，每六个铁氧体环形柱构成一个光子晶体原胞；第一子阵列中的第一光子晶体原胞沿水平方向翻转180°与第二子阵列中的第二光子晶体原胞完全重合。
3、所述多端口环行器，由第一光子晶体原胞或第二光子晶体原胞与金属板组成的通道中，通过金属板诱导的手性边界态实现
4、作为一种可选实施方式，所述铁氧体环形柱为钇铁石榴石铁氧体环形柱，所述金属板为铝板。
5、作为一种可选实施方式，同一光子晶体原胞中存在两种排列方式的铁氧体环形柱，分别为空气孔靠近和远离原胞中心，同种排列方式的环形柱绕原胞中心旋转120°完全重合。
6、作为一种可选实施方式，在第一/第二光子晶体原胞中，对于空气孔靠近原胞中心的环形柱，其空气孔中心与环形柱中心连线、环形柱中心与原胞中心连线之间的夹角为30°，对于空气孔远离原胞中心的环形柱原胞该夹角则为-30°。
7、作为一种可选实施方式，由第一子阵列和第二子阵列交替构成环形阵列设计成四个及以上偶数端口数量的环行器。
8、作为一种可选实施方式，金属板外轮廓与铁氧体环形柱阵列外轮廓为四边形以上的正偶数边形。
9、作为一种可选实施方式，金属板与铁氧体环形柱阵列为六边形，形成顺/逆时针方向的a、b、c、d、e、f六个端口，电磁波由端口a、b、c、d、e、f输入时，分别由b、c、d、e、f、a端口输出。
10、作为一种可选实施方式，铁氧体环形柱外轮廓为圆柱、椭圆柱或三角柱。
11、作为一种可选实施方式，铁氧体环形柱被替换成铁氧体平板上的椭圆孔或三角孔。
12、有益效果：本专利技术提出的一种多端口环行器，结构简单、加工容易，性能优异，可用于实现特定频率电磁波正向顺序导通而反向传输阻止的多端口传输，对特定频率电磁波进行隔离。由于受到拓扑保护，电磁波传输可无视弱无序或弯曲，对制造精度要求不高，适配于各类集成光子器件。由于光子晶体具有尺度不变性，可通过直接改变几何尺寸将工作频率移植到太赫兹波段或者光波段，具有广泛的普适性。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种多端口环行器，其特征在于，包括铁氧体环形柱阵列和阵列中心的金属板，所述铁氧体环形柱阵列由第一子阵列和第二子阵列交替构成环形阵列，所述第一子阵列和第二子阵列均由铁氧体环形柱组成的光子晶体原胞按蜂窝点阵排列形成，每六个铁氧体环形柱构成一个光子晶体原胞；第一子阵列中的第一光子晶体原胞沿水平方向翻转180°与第二子阵列中的第二光子晶体原胞完全重合。
2.根据权利要求1所述的多端口环行器，其特征在于，由第一光子晶体原胞或第二光子晶体原胞与金属板组成的通道中，通过金属板诱导的手性边界态实现电磁波单向传输；由第一光子晶体原胞与第二光子晶体原胞组成的通道中，通过谷依赖的边界传输模式实现电磁波的传输。
3.根据权利要求1所述的多端口环行器，其特征在于，所述铁氧体环形柱为钇铁石榴石铁氧体环形柱，所述金属板为铝板。
4.根据权利要求1所述的多端口环行器，其特征在于，同一光子晶体原胞中存在两种排列方式的铁氧体环形柱，分别为空气孔靠近和远离原胞中心，同种排列方式的环形柱绕原胞中心旋转120°完全重合。
5.根据权利要求3所述的多端口环行器，其特征在于
6.根据权利要求1所述的多端口环行器，其特征在于，由第一子阵列和第二子阵列交替构成环形阵列设计成四个及以上偶数端口数量的环行器。
7.根据权利要求1所述的多端口环行器，其特征在于，金属板外轮廓与铁氧体环形柱阵列外轮廓为四边形以上的正偶数边形。
8.根据权利要求1所述的多端口环行器，其特征在于，金属板与铁氧体环形柱阵列为六边形，形成顺/逆时针方向的A、B、C、D、E、F六个端口，电磁波由端口A、B、C、D、E、F输入时，分别由B、C、D、E、F、A端口输出。
9.根据权利要求1所述的多端口环行器，其特征在于，铁氧体环形柱外轮廓为圆柱、椭圆柱或三角柱。
10.根据权利要求1所述的多端口环行器，其特征在于，铁氧体环形柱被替换成铁氧体平板上的椭圆孔或三角孔。
...【技术特征摘要】
1.一种多端口环行器，其特征在于，包括铁氧体环形柱阵列和阵列中心的金属板，所述铁氧体环形柱阵列由第一子阵列和第二子阵列交替构成环形阵列，所述第一子阵列和第二子阵列均由铁氧体环形柱组成的光子晶体原胞按蜂窝点阵排列形成，每六个铁氧体环形柱构成一个光子晶体原胞；第一子阵列中的第一光子晶体原胞沿水平方向翻转180°与第二子阵列中的第二光子晶体原胞完全重合。
2.根据权利要求1所述的多端口环行器，其特征在于，由第一光子晶体原胞或第二光子晶体原胞与金属板组成的通道中，通过金属板诱导的手性边界态实现电磁波单向传输；由第一光子晶体原胞与第二光子晶体原胞组成的通道中，通过谷依赖的边界传输模式实现电磁波的传输。
3.根据权利要求1所述的多端口环行器，其特征在于，所述铁氧体环形柱为钇铁石榴石铁氧体环形柱，所述金属板为铝板。
4.根据权利要求1所述的多端口环行器，其特征在于，同一光子晶体原胞中存在两种排列方式的铁氧体环形柱，分别为空气孔靠近和远离原胞中心，同种排列方式的环形柱绕原胞中心旋转120°完全重合。
5.根...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。