的寬頻帶三端口光環(huán)行器，包括低折射率 背景介質，所述低折射率背景介質為空氣背景01，空氣背景01中的第一介質材料柱陣列的 光子晶體為二維三角晶格光子晶體，每一個第一介質材料柱02占據三角晶格的一個晶格， 所述光子晶體的晶格常數a選取為10. 0mm。所述環(huán)行器主體為低折射率背景介質中的一個 二維"Y"形光子晶體波，所述"Y"形光子晶體波導由三角晶格排布的二維第一介質材料柱 02構成。所述第一介質材料柱02的橫截面形狀采用圓形，圓形的半徑為!T 1 = 2. 0mm，其采 用硅材料，折射率為3. 4。在所述光子晶體中，分別沿水平負方向、與水平成-60°角方向和 與水平成60°角方向移去若干個第一介質材料柱02,并將位于60°與180°之間外側的光 子晶體整體沿120°軸向外平移距離b，將位于180°與300°之間外側的光子晶體整體沿 240°軸向外平移距離b，將位于-60°與60°之間外側的光子晶體整體沿0°軸向右平移 距離b (其中= ,a為光子晶體的晶格常數），構成三個交叉且呈120°角旋轉對稱 分布且寬度w為(j+ 的光子晶體分支波導。所述三個光子晶體分支波導的長度為na， η為大于等于4的整數。上述三個光子晶體分支波導呈"Y"形排布構成一個"Y"形光子晶 體波導。
[0029] 在所述光子晶體的中心位置，即三個光子晶體分支波導的交叉連接點處引入一個 起引導作用的第二介質材料柱03,即光子晶體引導柱，其中心與三個頂點的連線分別沿水 平負方向、與水平成-60°角方向和與水平成60°角方向；所述第二介質材料柱03的橫截 面形狀采用正三角形，其采用硅材料，折射率為3. 4。在所述第二介質材料柱03分別沿水 平負方向、與水平成-60角方向、與水平成60°角方向上引入一個相同磁光材料柱A、B和 C，所述三個磁光材料柱Α、Β和C以120°角旋轉對稱分布于三個分支波導的交叉中心的周 圍，且每個磁光材料柱位于其所在分支波導的中軸線上。所述磁光材料柱A、B和C的橫截 面形狀分別采用圓形，且每個圓形與第二介質材料柱03的中心距離都為0. 65a，即6. 5mm。 磁光材料柱A、B和C的材料分別采用鐵氧體材料，介電常數為12.9,磁導率張量為：
【主權項】
1. 一種引入H角引導柱的寬頻帶H端口光環(huán)行器，其包括低折射率背景介質中的第一 介質材料柱陣列的光子晶體，所述光子晶體為二維H角晶格光子晶體，每一個第一介質材 料柱占據H角晶格的一個晶格，其特征在于，還包括H個光子晶體分支波導和H個端口，所 述H個光子晶體分支波導分別對應H個端口，該H個端口分別分布于光子晶體外圍端面； 所述H個光子晶體分支波導中也交匯處設置一個第二介質材料柱；在所述第二介質材料柱 的周圍分別設置H個相同的磁光材料柱，所述H個磁光材料柱W 120°角旋轉對稱分布于 H個分支波導的交叉中也的周圍，且每個磁光材料柱位于其所在分支波導的中軸線上，電 磁波信號從任意一端口輸入，將從相鄰的下一端口輸出，另一端口為隔離狀態(tài)W進行單方 向光環(huán)行傳輸；所述環(huán)行器主體為低折射率背景介質中的一個二維"Y"形光子晶體波，所 述"Y"形光子晶體波導由H角晶格排布的二維第一介質材料柱構成。
2. 按照權利要求1所述的引入H角引導柱的寬頻帶H端口光環(huán)行器，其特征在于，所 述低折射率背景介質為空氣、真空、二氧化娃、氣化鎮(zhèn)，或者折射率小于1. 5的介質材料。
3. 按照權利要求1所述的引入H角引導柱的寬頻帶H端口光環(huán)行器，其特征在于，所 述第一介質材料柱的橫截面為圓形、正H角形，或者正多邊形；所述第一介質材料柱的材料 為娃、神化嫁、二氧化鐵、氮化嫁，或者折射率大于2的介質材料。
4. 按照權利要求1所述的引入H角引導柱的寬頻帶H端口光環(huán)行器，其特征在于，所 述H個光子晶體分支波導為"Y"形光子晶體波導。
5. 按照權利要求1所述的引入H角引導柱的寬頻帶H端口光環(huán)行器，其特征在于，所 述H個光子晶體分支波導由光子晶體中分別沿水平負方向、與水平成-60°角方向和與水 平成60°角方向移去若干個第一介質材料柱，并將位于60°與和180°之間外側的光子晶 體整體沿120°軸向外平移距離b，將位于180°和300°之間外側的光子晶體整體沿240° 軸向外平移距離b，將位于-60°和60°之間外側的光子晶體整體沿0°軸向右平移距離b， 構成H個交叉呈120°角旋轉對稱分布的光子晶體分支波導，所述6 = / 3。
6. 按照權利要求1所述的引入H角引導柱的寬頻帶H端口光環(huán)行器，其特征在于，所 述H個光子晶體分支波導的長度為na，寬度為(為+ ：〇a，所述a為光子晶體的晶格常數，n 為不小于4的整數。
7. 按照權利要求1所述的引入H角引導柱的寬頻帶H端口光環(huán)行器，其特征在于，所 述第二介質材料柱為光子晶體引導柱，其中部與H個頂部的連線分別沿水平負方向、與水 平成-60°角方向和與水平成60°角方向。
8. 按照權利要求1所述的引入H角引導柱的寬頻帶H端口光環(huán)行器，其特征在于，所 述第二介質材料柱橫截面為正H角形；所述第二介質材料柱為娃材料、神化嫁、二氧化鐵、 氮化嫁或折射率大于2的介質材料。
9. 按照權利要求1所述的引入H角引導柱的寬頻帶H端口光環(huán)行器，其特征在于，所 述H個磁光材料柱為鐵氧體材料，其橫截面為圓形。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種引入三角引導柱的寬頻帶三端口光環(huán)行器，包括低折射率背景介質中的第一介質材料柱陣列的二維三角晶格光子晶體，還包括三個光子晶體分支波導和三個端口，三個光子晶體分支波導分別對應三個端口，該三個端口分別分布于光子晶體外圍；三個光子晶體分支波導中心交匯處設置一個第二介質材料柱；在第二介質材料柱的周圍分別設置三個相同的磁光材料柱，三個磁光材料柱以120°角旋轉對稱分布于三個分支波導交叉中心的周圍，且每個磁光材料柱位于其所在分支波導的中軸線上，電磁波信號從任意一端口輸入，將從相鄰的下一端口輸出，另一端口為隔離狀態(tài)以進行單方向光環(huán)行傳輸。本發(fā)明結構緊湊、易于其它光子晶體器件實現集成。
【IPC分類】G02F1-095
【公開號】CN104597631
【申請?zhí)枴緾N201410515363
【發(fā)明人】王瓊, 歐陽征標
【申請人】歐陽征標, 深圳大學
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2014年9月29日