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专利号: 2021113014445
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于人工表面等离激元波的四端口环形器,其特征在于,包括依次层叠设置的第一金属地平面、第一方环铁氧体片、内部SSPPs波导、第二方环铁氧体片、第二金属地平面;

所述内部SSPPs波导具有四个端口,所述两个方环铁氧体片用于在外加磁场作用下产生单向磁表面等离激元波;

所述两个方环铁氧体片的内侧壁和外侧壁上均设有金属层;

所述第一方环铁氧体片和第二方环铁氧体片结构相同,所述第一金属地平面、第一方环铁氧体片、内部SSPPs波导、第二方环铁氧体片、第二金属地平面的中心轴线重合。

2.根据权利要求1所述的四端口环形器,其特征在于,所述内部SSPPs波导包括两个平行设置的梳状波导,每个梳状波导具有两个端口;所述第一方环铁氧体片和第二方环铁氧体片位于两个梳状波导之间,且对称设置在两个梳状波导的上下侧。

3.根据权利要求2所述的四端口环形器,其特征在于,当在两个方环铁氧体片上施加恒定的磁场时,方环铁氧体片表面产生单向磁表面等离激元波,利用单向磁表面等离激元波与SSPPs的耦合效应,使得从内部SSPPs波导各端口输入的电磁波定向耦合至指定端口输出,实现单向传输。

4.根据权利要求3所述的四端口环形器,其特征在于,通过改变外加磁场的方向,可以改变方环铁氧体中磁表面等离激元波的环绕方向,进而改变内部SSPPs波导各端口对应的所述指定端口。

5.根据权利要求1所述的四端口环形器,其特征在于,所述金属层的高度与所述方环铁氧体片的内、外侧壁高度相同;所述金属层的材质优选为铜。

6.根据权利要求2所述的四端口环形器,其特征在于,所述两个梳状波导结构相同,每个梳状波导均包括:金属凹槽结构,金属叶片;

在金属凹槽结构的每一端的两侧均对称设置两个金属叶片;所述两个金属叶片形成扩口结构。

7.根据权利要求6所述的四端口环形器,其特征在于,所述金属凹槽结构包括一体成型的矩形金属片、梯度凹槽结构以及矩形凹槽结构;所述梯度凹槽结构位于矩形凹槽结构的两侧并向矩形凹槽结构倾斜,所述矩形金属片位于梯度凹槽结构的两侧;所述金属叶片包括靠近矩形金属片的第一叶片和远离矩形金属片的第二叶片;所述矩形金属片与设置在其上下两侧的第一叶片形成共面波导;

所述共面波导用于接收外部输入的电磁波并转换为导波进行传输;所述梯度凹槽结构用于将导波转换为SSPPs波,所述矩形凹槽结构用于传输SSPPs波。

8.根据权利要求7所述的四端口环形器,其特征在于,所述梯度凹槽结构的倾斜角为:θ表示梯度凹槽结构的倾斜角;L3表示梯度凹槽结构的长度,W0表示梯度凹槽结构的宽度。

9.根据权利要求2‑8所述的四端口环形器,其特征在于,所述内部SSPPs波导还包括柔性基板,所述两个梳状波导印制在所述柔性基板上。

10.根据权利要求1‑8中任一项所述的四端口环形器,其特征在于,所述方环铁氧体片的材质为钇铁石榴石。