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面向宽带光隔离器的一维磁光子晶体结构

One-dimensional magneto-photonic crystals with flat-top responses for Magneto-optical isolators

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摘要

文章采用4×4传输矩阵法研究了两种一维磁光子晶体结构的宽带光隔离特性.结构一在外加磁场与光路光轴方向呈41.0°角时, 用22.90μm的总厚度实现了3nm的宽带光隔离, 且在宽带范围内法拉第旋转角和透射率分别在45°~48.89°和99.86~99.95%之间波动, 此结构在宽带范围内均可实现稳定的光隔离; 结构二在外加磁场与光路光轴方向平行时, 用18.61μm的总厚度实现了1nm的宽带光隔离, 且在宽带范围内法拉第旋转角和透射率分别在45.83°~45.89°和98.53~98.78%之间波动, 此结构无需调节外加磁场角度即可实现光隔离.

Abstract

The 4×4 transfer matrix method is used to investigate the broadband optical isolation property of two different one-dimensional magneto-photonic crystal structures. The results show that the first structure makes broadband optical isolation come true. When the angle between the applied magnetic field and optical axis is set as 41.0°, its bandwidth achieved 3nm with a 22.90μm-thickness, the Faraday rotation angle fluctuated from 45° to 48.89° and transmittance achieved 99.86~99.95%. The other structure with total thickness of 18.61μm achieves a 1nm-bandwidth optical isolation with the Faraday rotation angle fluctuated from 45.83° to 45.89° and transmittance fluctuated from 98.53% to 98.78%, when the applied magnetic field is nearly parallel to the optical axis. This structure ensures the achievement of optical isolation without adjusting the applied magnetic field.

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补充资料

中图分类号:O734

DOI:10.3724/sp.j.1010.2015.03.014

基金项目:国家自然科学基金(11247277, 61307069)、山西省自然科学基金(2013011007-1, 2013021017-3, 2011011003-1)

收稿日期:2013-11-12

修改稿日期:2013-12-26

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作者单位    点击查看

费宏明:太原理工大学 新型传感器与智能控制教育部重点实验室, 山西 太原 030024太原理工大学物理与光电工程学院, 山西 太原 030024
武建加:太原理工大学 新型传感器与智能控制教育部重点实验室, 山西 太原 030024太原理工大学物理与光电工程学院, 山西 太原 030024
刘 欣:太原理工大学 新型传感器与智能控制教育部重点实验室, 山西 太原 030024太原理工大学物理与光电工程学院, 山西 太原 030024
陈智辉:太原理工大学 新型传感器与智能控制教育部重点实验室, 山西 太原 030024太原理工大学物理与光电工程学院, 山西 太原 030024
杨毅彪:太原理工大学 新型传感器与智能控制教育部重点实验室, 山西 太原 030024太原理工大学物理与光电工程学院, 山西 太原 030024

联系人作者:费宏明(feihm187491@126.com)

备注:费宏明(1982-), 女, 山西昔阳人, 副教授, 博士, 主要研究领域为光子晶体光学器件的设计与分析研究.

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引用该论文

FEI Hong-Ming,WU Jian-Jia,LIU Xin,CHEN Zhi-Hui,YANG Yi-Biao. One-dimensional magneto-photonic crystals with flat-top responses for Magneto-optical isolators[J]. Journal of Infrared and Millimeter Waves, 2015, 34(3): 340-346

费宏明,武建加,刘 欣,陈智辉,杨毅彪. 面向宽带光隔离器的一维磁光子晶体结构[J]. 红外与毫米波学报, 2015, 34(3): 340-346

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