【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及环行器，特别涉及一种光子晶体环行器。
技术介绍
1、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。
2、光子晶体是一种折射率周期性变化的人工材料，其具有光局限效应和光子带隙特性，在光子晶体中引入缺陷可实现对光子的操控，且具有高度可集成性，可采用光子晶体灵活地设计各种类型的环行器。
3、但现有的光子晶体环行器往往存在光波导设计难度大、插入损耗大、工作带宽有限的问题。具体地，首先，光子晶体环行器的性能很大程度上取决于光波导的设计，要实现高效的光传输和隔离效果，需要对光波导的结构、尺寸和折射率等进行精确控制，这增加了设计难度；其次，在实际应用中，光子晶体环行器可能会引入一定的插入损耗，即光信号在传输过程中由于器件的存在而产生的能量损失；再者，光子晶体环行器的工作带宽可能受到一定限制，即只能在特定的频率范围内实现高效的光传输和隔离，这会限制其在某些宽带应用中的使用。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的是提出一种光子晶体环行器，旨在解决目前光子晶体环行器的光波导设计难度大、插入损耗大、工作带宽有限的技术问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提出一种光子晶体环行器，该光子晶体环行器包括：
3、光子晶体阵列，包括沿圆周方向间隔排布的三个光子晶体子阵列；
4、光子晶体波导，包括三个光子晶体分支波导，各所述光子晶体分支波导位
5、铁氧体磁光介质，部分填充设于三个所述光子晶体分支波导的交叉中心。
6、在一些实施例中，所述光子晶体环行器还包括阻抗匹配板，所述阻抗匹配板平行于所述光子晶体波导的传输方向设置，所述铁氧体磁光介质通过所述阻抗匹配板固定于三个所述光子晶体分支波导的交叉中心。
7、在一些实施例中，所述铁氧体磁光介质在沿垂直于所述光子晶体波导的传输方向上的两侧均配置有所述阻抗匹配板；和/或，所述阻抗匹配板为金属板。
8、在一些实施例中，所述光子晶体环行器还包括介电保护层，所述介电保护层夹设于所述铁氧体磁光介质与所述阻抗匹配板之间。
9、在一些实施例中，所述阻抗匹配板的厚度为0.01mm～0.1mm，和/或，所述介电保护层的厚度为0.1mm～0.2mm。
10、在一些实施例中，所述铁氧体磁光介质呈圆柱状、圆管状、球体状中任一种。
11、在一些实施例中，所述铁氧体磁光介质为镍-锌掺杂的铁氧体球体。在一些实施例中，三个所述光子晶体子阵列以120°角旋转对称分布于铁氧体磁光介质的周围。
12、在一些实施例中，所述光子晶体子阵列由阵列排布的若干介质柱构成，所述光子晶体阵列的背景介质为空气。
13、在一些实施例中，所述介质柱的材质选自氧化铝陶瓷柱、氧化硅陶瓷柱、砷化镓陶瓷柱中的任一种；和/或，所述介质柱为圆柱体结构、棱柱体结构中的任一种。
14、本专利技术技术方案的光子晶体环行器中，包括光子晶体阵列、光子晶体波导、铁氧体磁光介质；其中，光子晶体阵列包括沿圆周方向间隔排布的三个光子晶体子阵列；光子晶体波导包括三个光子晶体分支波导，各光子晶体分支波导位于相邻的光子晶体子阵列之间，三个光子晶体分支波导通过一端连通呈y字型，另一端分别对应具有三个端口；铁氧体磁光介质部分填充设于三个光子晶体分支波导的交叉中心。以上在三个光子晶体分支波导的交叉中心(即光子晶体波导的中心)部分填充设置铁氧体磁光介质，铁氧体磁光介质与各光子晶体阵列间隔设置，通过采用部分填充的方式可减少反射，以及控制电磁波的偏转角度，保证电磁波沿光子晶体波导的有效传输；并且，将铁氧体磁光介质填充于光子晶体波导中心，通过采用外部匹配加宽方法(embm)可有效拓宽带宽，同时保持良好的隔离度和插入损耗，且无需对光子晶体波导的结构、尺寸和折射率等进行精确控制，设计难度小，所构造的光子晶体环行器具有高隔离、低损耗、超宽带，可满足太赫兹通讯设备的要求，而且，该基于光子晶体材料的环行器易于集成，在未来的6g通信系统中具有重要意义。
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1.一种光子晶体环行器，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的光子晶体环行器，其特征在于，还包括阻抗匹配板，所述阻抗匹配板平行于所述光子晶体波导的传输方向设置，所述铁氧体磁光介质通过所述阻抗匹配板固定于三个所述光子晶体分支波导的交叉中心。
3.根据权利要求2所述的光子晶体环行器，其特征在于，所述铁氧体磁光介质在沿垂直于所述光子晶体波导的传输方向上的两侧均配置有所述阻抗匹配板；和/或，所述阻抗匹配板为金属板。
4.根据权利要求2所述的光子晶体环行器，其特征在于，还包括介电保护层，所述介电保护层夹设于所述铁氧体磁光介质与所述阻抗匹配板之间。
5.根据权利要求4所述的光子晶体环行器，其特征在于，所述阻抗匹配板的厚度为0.01mm～0.1mm，和/或，所述介电保护层的厚度为0.1mm～0.2mm。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的光子晶体环行器，其特征在于，所述铁氧体磁光介质呈圆柱状、圆管状、球体状中任一种。
7.根据权利要求6所述的光子晶体环行器，其特征在于，所述铁氧体磁光介质为镍锌掺杂的铁氧体球体。p>
8.根据权利要求1至5中任一项所述的光子晶体环行器，其特征在于，三个所述光子晶体子阵列以120°角旋转对称分布于铁氧体磁光介质的周围。
9.根据权利要求8所述的光子晶体环行器，其特征在于，所述光子晶体子阵列由阵列排布的若干介质柱构成，所述光子晶体阵列的背景介质为空气。
10.根据权利要求9所述的光子晶体环行器，其特征在于，所述介质柱的材质选自氧化铝陶瓷柱、氧化硅陶瓷柱、砷化镓陶瓷柱中的任一种；和/或，所述介质柱为圆柱体结构、棱柱体结构中的任一种。
...【技术特征摘要】
1.一种光子晶体环行器，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的光子晶体环行器，其特征在于，还包括阻抗匹配板，所述阻抗匹配板平行于所述光子晶体波导的传输方向设置，所述铁氧体磁光介质通过所述阻抗匹配板固定于三个所述光子晶体分支波导的交叉中心。
3.根据权利要求2所述的光子晶体环行器，其特征在于，所述铁氧体磁光介质在沿垂直于所述光子晶体波导的传输方向上的两侧均配置有所述阻抗匹配板；和/或，所述阻抗匹配板为金属板。
4.根据权利要求2所述的光子晶体环行器，其特征在于，还包括介电保护层，所述介电保护层夹设于所述铁氧体磁光介质与所述阻抗匹配板之间。
5.根据权利要求4所述的光子晶体环行器，其特征在于，所述阻抗匹配板的厚度为0.01mm～0.1mm，和/或，所述介电保护层的厚度为0.1mm～...
【专利技术属性】
技术研发人员：许卓姿，刘伟鹏，黄宏伟，冯路遥，王勇，湛邵斌，
申请(专利权)人：深圳信息职业技术学院，
类型：发明
国别省市：
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