大入射角磁光光子晶體寬帶光隔離器的研究.pdf

1、光隔離器是一種只允許正向光傳輸、抑制反向光的無(wú)源器件。目前，光隔離器在光電子技術(shù)領(lǐng)域中已經(jīng)成為了不可或缺的關(guān)鍵器件之一。磁光光子晶體是在周期性排列的光子晶體中插入磁光材料作為缺陷層所構(gòu)成的光子晶體結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)使磁光光子晶體在具備光子晶體特性的同時(shí)還增強(qiáng)了其中磁光介質(zhì)的法拉第效應(yīng)。因此，近年來越來越多的科學(xué)家開始嘗試設(shè)計(jì)基于一維磁光光子晶體的結(jié)構(gòu)用作法拉第轉(zhuǎn)子，以實(shí)現(xiàn)高性能的光隔離。
　　本文中分別設(shè)計(jì)了兩種透射型結(jié)構(gòu)和反射型結(jié)構(gòu)

2、的一維磁光光子晶體寬帶光隔離器。其中兩種透射型結(jié)構(gòu)以含有5層磁光介質(zhì)層的一維磁光光子晶體結(jié)構(gòu)作為基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行疊加而得，而兩種反射型結(jié)構(gòu)以含有3層磁光介質(zhì)層的結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，通過疊加反射層并對(duì)其各介質(zhì)層厚度進(jìn)行優(yōu)化而得。運(yùn)用傳輸矩陣法分析了它們的光隔離性能。計(jì)算結(jié)果表明，本文所設(shè)計(jì)的兩種透射型結(jié)構(gòu)磁光隔離器在中心波長(zhǎng)處均具有接近100％的透射率及45°法拉第旋轉(zhuǎn)角，且均至少可實(shí)現(xiàn)3.1nm的寬帶光隔離，透射譜的平坦性好，此外當(dāng)光線入射角在0-

3、6°內(nèi)時(shí)，兩種結(jié)構(gòu)均可正常工作。同樣的，本文所設(shè)計(jì)的兩種反射型結(jié)構(gòu)的磁光隔離器不僅能夠在中心波長(zhǎng)處實(shí)現(xiàn)近似100%的光線反射率和90°的克爾旋轉(zhuǎn)角，且都具有至少為82nm的光隔離寬度，在此范圍內(nèi)光譜的平坦性更好，此外，當(dāng)光線入射角小于33.5°時(shí)，仍可實(shí)現(xiàn)高性能的穩(wěn)定的光隔離。
　　本文設(shè)計(jì)的四種基于一維磁光光子晶體的大入射角寬帶磁光隔離器，能同時(shí)滿足在實(shí)際運(yùn)用中光隔離器對(duì)光隔離寬度、光譜平坦性及對(duì)光線入射角寬容性的需求，在光纖通