光子晶体多端口环行器 【技术领域】
本发明涉及光子晶体器件和磁光技术领域，尤其涉及一种宽频带的光子晶体六端口环行器及其扩展环行器。
背景技术
光环行器是集成光学中具有抗干扰作用的重要光器件。光环行器可以在多个端口间形成光的单方向环行传输，使得入射信号能够顺利通过而反射信号获得隔离。这种特性能够大大降低集成光路中器件之间反射光的相互串扰，非常有利于提高系统的稳定性。传统的光环行器主要是基于磁光材料的块状结构，其缺点是体积大且不易与其它器件集成，这些不利因素很大程度上限制了它们在新一代光器件集成中的应用。光子晶体概念的提出及其研究发展为实现小型化、易集成化的磁光环行器开拓了新思路和新方法。
光子晶体是一种介电常数在空间呈周期或准周期排列的人工材料，它可使得一定频段的光波不能在其中传播，从而形成光子带隙。在完整光子晶体中引入缺陷即能实现对光子的引导与控制，就如同半导体材料中实现对电子的操纵一样。光子晶体器件具有许多传统光学器件无法比拟的优越性质，如尺寸小、性能优越并且易于集成，因此被誉为是最有潜力实现全光集成芯片的新一代光子器件之一。
随着光子晶体器件集成度的增加，光路中器件之间的相互干扰问题逐渐突出，如果干扰信号不能得到有效消除或抑制，则很大程度上会影响整体光路的工作性能和集成效果，因此能够优化光路性能的抗干扰器件显得至关重要。以非互易性为特点的磁光环行器，利用磁光效应实现光在不同端口间不可逆的单方向环行传输，能够成功引导或隔离光干扰信号，是一种非常有效的光路抗干扰器件。基于光子晶体结构的磁光环行器，目前已经提出基于单个光子晶体磁光腔的三端口、四端口结构，但是四端口以上的光子晶体环行器及其设计方案至今还未出现。具有多端口(四端口以上)的光子晶体磁光环行器在复杂的集成系统中对于提高光路抗干扰性和稳定性等方面具有不可估量的作用，是光子晶体大规模集成光路中必不可少的基础元件。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题在于提供一种光子晶体多端口环行器，该环行器能够在较宽的工作频段范围内，获得不同端口的高效率传输和高度隔离，实现多个端口间的光信号单方向环行功能，以解决复杂光子晶体集成光路中的光信号串扰问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种光子晶体多端口环行器，所述光子晶体主体由介质材料中三角对称分布的第一空气柱构成，其包括至少六个磁光腔，所述磁光腔的中心依次连线形成一个正六边形或者多个级联的正六边形，在一个正六边形或者多个级联的正六边形外围对称地构建至少六个波导，每个波导由介质材料填充一列第一空气柱形成，在相邻的磁光腔之间和相邻的磁光腔与波导之间均设置两个直径小于第一空气柱直径的第二空气柱，在以每一磁光腔为中心周围设置两个周期直径递增的第三空气柱和第四空气柱，其第四空气柱的直径大于所述第三空气柱的直径，其第三空气柱的直径大于所述第一空气柱的直径，光从其中任一波导输入而从另一间隔的波导输出，其余波导均处于光隔离状态以形成单方向光环行传输。
在本发明中，包括具有十个磁光腔的八端口环行器，所述十个磁光腔的中心依次连线形成两个级联的正六边形，在所述两个级联的正六边形外围对称地构建八个波导。
在本发明中，包括具有十三个磁光腔的九端口环行器，所述十三个磁光腔的中心依次连线形成三个级联的正六边形，在所述三个级联的正六边形外围对称地构建九个波导。
在本发明中，包括具有十六个磁光腔的十端口环行器，所述十六个磁光腔的中心依次连线形成四个级联的正六边形，在所述四个级联的正六边形外围对称地构建十个波导。
在本发明中，包括具有二十四个磁光腔的十二端口环行器，所述二十四个磁光腔的中心依次连线形成七个级联的正六边形，在所述七个级联地正六边形外围对称地构建十二个波导。
在本发明中，所述的每一磁光腔包括一磁光材料柱和六个分布在该磁光材料柱周围的第一空气柱，该磁光材料柱是由向一第一空气柱填充磁光材料并施加与第一空气柱轴线平行方向的磁场形成。
在本发明中，所述每一磁光腔为中心周围设置两个周期直径递增的第三空气柱和第四空气柱，其第四空气柱的直径大于所述第三空气柱的直径，其第三空气柱的直径大于所述第一空气柱的直径。
在本发明中，所述相邻磁光腔之间的距离为na时，环行器单方向光环行功能不变，其中n为自然正整数，取值范围为5≤n≤7，即相邻磁光腔的间距大于等于五个所述光子晶体晶格常数而小于等于七个所述光子晶体晶格常数。
在本发明中，所述波导的长度至少为三个所述光子晶体晶格常数，并且增加波导长度，环行器单方向光环行功能不变。
在本发明中，所述介质材料可以为氮化镓介质材料，所述填充第一空气柱的磁光材料可以为铋铁石榴石。
在本发明中，所述分布于介质材料中的第一空气柱至第四空气柱以及磁光材料柱的截面可以为圆型、四边形，五边形或六边形。
在本发明中，所述光子晶体中的第一空气柱至第四空气柱为低折射率材料的介质柱。
相较于现有技术，本发明利用磁光腔的环状级联方式和旋光效应，实现多端口间的光信号单方向环行传输，提供多个端口间的高效率光传输和高度光隔离，本发明光子晶体多端口环行器可以同时引导或隔离多个器件之间的光反射，有效解决复杂光子晶体集成光路中的光信号串扰问题；此外，本发明的光子晶体多端口环行器结构紧凑、具有宽的工作频段，且易与其它光子晶体器件实现集成。
【附图说明】
图1为本发明光子晶体多端口环行器第一实施方式的介质-空气柱型光子晶体六端口环行器的结构示意图。
图2为本发明光子晶体多端口环行器第一实施方式的介质-空气柱型光子晶体六端口环行器的结构简图。
图3为本发明光子晶体多端口环行器第一实施方式的光谱示意图，其中光从波导端口61入射，实线对应波导端口63的光功率，虚线对应波导端口62的光功率，点线对应波导端口64或66的光功率，虚线-点线对应波导端口65的光功率，虚线-双点线对应光反射和光损耗的总和。
图4表示本发明光子晶体多端口环行器第一实施方式的光传输示意图，其中波导端口61为入射波导端口，波导端口63为出射波导端口，波导端口62、波导端口64至波导端口66为隔离波导端口。
图5为本发明光子晶体多端口环行器第一实施方式的第一磁光腔51和第三磁光腔53的光耦合示意图，其中，标号11为第一磁光腔51的输入方向、12为第一磁光腔51的输出方向，13为第三磁光腔53的输入方向、14为第三磁光腔53的输出方向。
图6为本发明光子晶体多端口环行器的第一实施方式的光传输示意图，波导端口64为入射波导端口，波导端口66为出射波导端口，波导端口61至63及波导端口65为隔离波导端口。
图7为本发明光子晶体多端口环行器第一实施方式的第四磁光腔54和第六磁光腔56的光耦合示意图，其中，21为第四磁光腔54的输入方向、22为第四磁光腔54的输出方向，23为第六磁光腔56的输入方向、24为第六磁光腔56的输出方向。
图8为本发明光子晶体多端口环行器第二实施方式的结构简图，其中，该环行器为光子晶体八端口环行器。
图9为本发明光子晶体多端口环行器第三实施方式的结构简图，其中，该环行器为光子晶体九端口环行器。
图10为本发明光子晶体多端口环行器第四实施方式的结构简图，其中，该环行器为光子晶体十端口环行器。
图11为本发明光子晶体多端口环行器第五实施方式的结构简图，其中，该环行器为光子晶体十二端口环行器。
【具体实施方式】
下面根据附图和具体实施方式对本发明作进一步阐述。
第一实施方式：光子晶体六端口环行器。
首先是构造光子晶体六端口环行器的主体，确定结构参数和组成材料。
如图1所示，本发明的环行器主体是介质材料背景中第一空气柱10周期分布的二维光子晶体，第一空气柱10的截面为x-y平面，轴线沿z轴方向，光子晶体的晶格常数a设定为1μm.所述第一空气柱10的直径d为0.72μm，并且任何相邻三个第一空气柱10的中心连线构成等边三角形，即第一空气柱10呈三角对称排列。介质材料可以选择折射率为2.5的氮化镓(GaN)材料。通过平面波展开的计算方法表明，该介质-空气柱型光子晶体存在较宽的TE极化波(磁场沿z轴方向)光子禁带，带隙宽度从归一化频率a/λ＝0.307到a/λ＝0.418，其中λ代表光波长。
图2是该光子晶体六端口环行器对应的结构简图。在以上光子晶体中，选定正好处于等边六角形顶点的六个第一空气柱10(相邻间隔五个第一空气柱10)，扩大它们的直径到0.8μm并填充磁光材料，同时施加与第一空气柱10轴线平行方向(z轴)的磁场，每一磁光材料柱(网格线标示)与周围六个第一空气柱10构成点缺陷磁光腔，形成的六个光子晶体磁光腔分别标记为第一磁光腔51、第二磁光腔52、第三磁光腔53、第四磁光腔54、第五磁光腔55和第六磁光腔56。该填充第一空气柱10的磁光材料可以选择为铋铁石榴石(Bismuth Iron Garnet，BIG)，其对角元参量ε0和非对角元参量εa分别选为6.25和0.0517。在环状排列的六个磁光腔外围，对应每个磁光腔构建一个连接波导，即第一波导1、第二波导2、第三波导3、第四波导4、第五波导5和第六波导6。每一波导是利用介质材料氮化镓填充一列第一空气柱10构成，该六个波导的交线与六个磁光腔连成的正六边形中心重合，并且相邻波导交线的夹角均为60度。第一波导1至第六波导6对应的波导端口分别为第一波导端口61、第二波导端口62、第三波导端口63、第四波导端口64、第五波导端口65和第六波导端口66。另外，为了提高光耦合效率，在相邻的磁光腔和相邻的磁光腔与波导之间均设置两个直径为0.36μm的第二空气柱20。
为了提高环行器的工作性能，在以每一磁光腔为中心的周围设置两个周期直径递增的第三空气柱30(在图1中，即空气柱H)和第四空气柱40(在图1中，即空气柱K)，其第四空气柱40的直径大于所述第三空气柱30的直径，第三空气柱30的直径大于所述第一空气柱10的直径。根据端口的光传输效率确定第三空气柱30和第四空气柱40的最佳尺寸：设置光从波导端口61入射，分别在每一波导端口设置探测点获得相应的光功率，其中波导端口61对应反射光功率，波导端口62至波导端口66对应透射光功率。通过调节第三空气柱30和第四空气柱40的直径，得到如图3所示的最佳光谱图，其中实线对应波导端口63的光功率，虚线对应波导端口62的光功率，点线对应波导端口64或波导端口66的光功率，虚线-点线对应波导端口65的光功率，虚线-双点线对应光反射和光损耗的总和。结果表明，该环行器的最佳归一化频率为a/λ＝0.352，此时波导端口63为光输出波导端口，光功率达到最大值95％；波导端口62、波导端口64和波导端口66为光隔离端口，光功率分别达到最小值2％、1％和1％；波导端口65为光隔离波导端口，光功率几乎为0；光损耗和光反射总和达到最小值1％。另外，除了波导端口65在归一化频率a/λ＝0.352处对应几乎为0的光功率外，其余波导端口的光功率在归一化频率范围(0.350，0.354)内基本无明显变化，表明该环行器具有一定的工作频率带宽。对应归一化频率a/λ＝0.352，第三空气柱30和第四空气柱40的直径最佳值分别为0.78μm和0.86μm.由于结构的旋转对称性，上述的优化参数对于光从其它波导端口入射的情况同样适用。
进一步是利用时域有限差分方法数值模拟光传输特性，检验光子晶体六端口环行器件的工作性能。
选定归一化频率a/λ＝0.352作为环行器性的工作频率，对应的环行器工作波长为λ＝(1/0.352)μm，即2.841μm.由于磁光腔的旋光效应，导致磁光腔内磁场的波矢发生旋转，对连接磁光腔的波导分别产生光传输效果和光隔离效果，实现光在六个波导间单方向光环行的功能。以下选定光从波导端口61和波导端口64分别入射的情况说明该环行器的光传输特性。
参照图4，光从波导端口61入射，最后从波导端口63输出，波导端口62、波导端口64至波导端口66均处于光隔离状态。输出波导端口63的光功率为95％；隔离状态下的波导端口62、波导端口64至波导端口66的光功率都在3％以下，其中波导端口62的光功率为2％，波导端口64和波导端口66由于对称性具有相同的光功率为1％，波导端口65的光功率几乎为0。光损耗和光反射总和达到最小值1％。针对光从波导端口61入射的情况，相邻磁光腔与磁光腔、相邻磁光腔与波导之间设置的直径减小的第二空气柱20表现出双重作用，具体为：第一磁光腔51和第二磁光腔52、第二磁光腔52和第三磁光腔53、第一磁光腔51和第一波导1、第三磁光腔53和第三波导3之间的第二空气柱20表现为光耦合作用；第三磁光腔53和第四磁光腔54、第四磁光腔54和第五磁光腔55、第五磁光腔55和第六磁光腔56、第六磁光腔56和第一磁光腔51、第二磁光腔52和第二波导2、第四磁光腔54和第四波导4、第五磁光腔55和第五波导5、第六磁光腔56和第六波导6之间的第二空气柱20表现为光隔离作用。该环行器以间隔一个波导端口的方式进行单方向光环行传输，归因于此情况下第一磁光腔51和第三磁光腔53的光输入、输出方向分别平行，即图5中光传输方向11与传输方向13保持平行、光传输方向12与传输方向14保持平行，使得第一磁光腔51和第三磁光腔53之间形成高效率耦合。
参照图6，光从波导端口64入射，最后从波导端口66输出，波导端口61至波导端口63、波导端口65均处于光隔离状态。输出波导端口66的光功率为95％；波导端口61至波导端口63、波导端口65的光功率都在3％以下，其中波导端口65的光功率为2％，波导端口61和波导端口63由于对称性具有相同的光功率为1％，波导端口62的光功率几乎为0。光损耗和光反射总和达到最小值1％。针对光从波导端口64入射的情况，磁光腔与磁光腔、磁光腔与波导之间设置的直径减小的第二空气柱20表现出双重作用，具体为：第四磁光腔54和第五磁光腔55、第五磁光腔55和第六磁光腔56、第四磁光腔54和第四波导4、第六磁光腔56和第六波导6之间的第二空气柱20表现为光耦合作用；第一磁光腔51和第二磁光腔52、第二磁光腔52和第三磁光腔53、第三磁光腔53和第四磁光腔54、第一磁光腔51和第六磁光腔56、第一磁光腔51和第一波导1、第二磁光腔52和第二波导2、第三磁光腔53和第三波导3、第五磁光腔55和第五波导5之间的第二空气柱20表现为光隔离作用。该环行器以间隔一个波导端口的方式进行单方向光环行传输，归因于此情况下第四磁光腔54和第六磁光腔56的光输入、输出方向分别平行，即图7中光传输方向21与光传输方向23保持平行、光传输方向22与光传输方向24保持平行，使得第四磁光腔54和第六磁光腔56之间形成高效率耦合。
针对本发明的光子晶体六端口环行器，光从其它波导端口入射的情况具体为：从波导端口62输入的光从波导端口64输出，波导端口61、波导端口63、波导端口65和波导端口66处于光隔离状态；从波导端口63输入的光从波导端口65输出，波导端口61、波导端口62、波导端口64和波导端口66处于光隔离状态；从波导端口65输入的光从波导端口61输出，波导端口62至波导端口64、波导端口66处于光隔离状态；从波导端口66输入的光从波导端口62输出，波导端口61、波导端口63至波导端口65处于光隔离状态。六种不同波导端口入射情况的端口光功率见以下表1。
表1为不同波导端口入射情况下各端口的光功率、光反射与损耗总和
针对以上参数的光子晶体环行器，在归一化频率范围(0.350，0.354)内仍可实现高效率和高隔离度的单方向环行光传输功能。
根据光子晶体的等比例缩放特性，即等比例扩大或缩小光子晶体晶格常数、介质材料的尺寸、空气柱和磁光材料柱的尺寸等参数，并且选择合适的材料，该结构的环行功能可以扩展到任意电磁波波段。具体为：给定工作波长λ1，选取晶格常数a1＝a(λ1/λ)＝0.352λ1，其中a和λ分别为以上实施例中的晶格常数和工作波长，将系统中的介质尺寸、介质材料的尺寸、空气柱和磁光材料柱的尺寸等参数都同比例缩放为以上实施例中所述值的(λ1/λ)倍。
选定工作波长λ1＝1.550μm，此时对应的晶格常数为a1＝0.546μm，第一空气柱10的直径为0.393μm，磁光材料柱的直径为0.437μm，优化第二空气柱20、第三空气柱30和第四空气柱40的直径分别为0.197μm、0.426μm和0.470μm.当波长为1.550μm的光波从不同波导端口入射，仍然获得波导端口61到波导端口63、波导端口62到波导端口64、波导端口63到波导端口65、波导端口64到波导端口66、波导端口65到波导端口61和波导端口66到波导端口62的光传输特性，各端口的光功率与表1相同。
第二实施方式：光子晶体八端口环行器。
在与光子晶体六端口相同的介质-空气柱型光子晶体中，通过磁光腔级联成多个环状结构能够实现环行器的端口扩展。在光子晶体中，晶格常数a为1μm，第一空气柱10的直径d为0.72μm；介质材料可以选择折射率为2.5的氮化镓(GaN)材料；磁光腔是由磁光材料填单个第一空气柱10形成的磁光材料柱与周围的六个第一空气柱10形成，并且对磁光材料柱施加与第一空气柱10轴线平行方向(z轴)的磁场。如图8所示，将十个磁光腔(第一磁光腔51至第十磁光腔510)级联形成两个正六边形连接的结构，其中两个正六边形有一条公共边，并且对应第一磁光腔51、第二磁光腔52、第三磁光腔53、第六磁光腔56、第七磁光腔57、第八磁光腔58、第九磁光腔59和第十磁光腔510均向外构建一个波导，获得光子晶体八端口环行器。
第三实施方式：光子晶体九端口环行器。
同理，如图9所示，将十三个磁光腔(第一磁光腔51至第十三磁光腔513)级联形成三个正六边形连接的结构，其中三个正六边形两两有一条公共边，并且对应第一磁光腔51、第二磁光腔52、第三磁光腔53、第八磁光腔58、第九磁光腔59、第十磁光腔510、第十一磁光腔511、第十二磁光腔512和第十三磁光腔513向外均构建一个波导，获得光子晶体九端口环行器。
第四实施方式：光子晶体十端口环行器。
如图10所示，将十六个磁光腔(第一磁光腔51至第十六磁光腔516)级联形成四个正六边形连接的结构，其中四个正六边形中心依次连线构成平行四边形，并且对应磁光腔51、52、58、59、510、512、513、514、515和516均向外构建一个波导，获得十端口的光子晶体环行器。
第五实施方式：光子晶体十二端口环行器。
如图11所示，将二十四个磁光腔(第一磁光腔51至第二十四磁光腔524)级联形成七个正六边形连接的结构，其中六个正六边形对称分布于一个正六边形周围，并且对应磁光腔51、52、59、510、511、512、517、518、519、520、523和524均向外构建一个波导，获得十二端口的光子晶体环行器。
在以上几种端口扩展的光子晶体环行器结构中，每个磁光腔处于正六边形的顶点，并且结构优化方式和参数与六端口环行器的相同，即在相邻磁光腔与磁光腔、相邻磁光腔与波导之间均设置两个直径为0.36μm的第二空气柱，以每个磁光腔为中心设置两个周期直径为0.78μm和0.86μm的第三空气柱30和第四空气柱40。
在上述八端口光子晶体环行器中，八个磁光腔51、52、53、56、57、58、59和510的连接波导分别为波导端口61至波导端口68。根据能够高效率耦合的两个磁光腔对应的输入、输出波导分别满足平行的原则，八端口环行器实现的光环行功能为：从波导端口61输入的光从波导端口64输出，波导端口62、63、65-68处于光隔离状态；从波导端口62或63输入的光从波导端口65输出，波导端口61、64、66-68处于光隔离状态；从波导端口64输入的光从波导端口66输出，波导端口61-63、65、67、68处于光隔离状态；从波导端口65输入的光从波导端口68输出，波导端口61-64、66、67处于光隔离状态；从波导端口66或67输入的光从波导端口61输出，波导端口62-65、68处于光隔离状态；从波导端口68输入的光从波导端口62输出，波导端口61、63-67处于光隔离状态。
上述光子晶体九端口、十端口和十二端口的光环行功能如以下表2所示。
表2八端口、九端口、十端口、十二端口磁光光子晶体环行器的环行特点
环行器类型 端口环行特点 八端口 端口61→64，端口62或63→65，端口64→66， 端口65→68，端口66或67→61，端口68→62
环行器类型 端口环行特点 九端口 端口61或62→64，端口63→66，端口64或65→67，端口 66→69，端口67或68→61，端口69→63 十端口 端口61或62→64，端口63→66，端口64或65→68，端 口66或67→69，端口68→61，端口69或610→63 十二端口 端口61或62→65，端口63或64→67，端口65或66→69， 端口67或68→611，端口69或610→61，端口611或612→ 63
在以上实施方式中，该磁光材料在施加与第一空气柱轴线平行(z轴)的磁场后，其介电参量可以用如下三维张量表示：
ϵ↔=ϵxxϵxyϵxzϵyxϵyyϵyzϵzxϵzyϵzz=ϵ0iϵa0-iϵaϵ0000ϵ0]]>
张量中的对角元ε0对应无外加磁场时的材料介电常数，非对角元εa则反应施加外磁场后磁光效应的强度。光子晶体磁光腔的旋光效应具体是指，点缺陷腔中磁光材料产生的磁光效应导致缺陷腔支持的本征模式形成相互耦合作用，使得腔中电磁场分布模式发生旋转变化。磁光腔的旋光效应能够使腔内磁场的波矢对磁光腔连接的波导分别产生平行和偏离效果，与波矢平行的波导则对应光传输状态，而与波矢偏离的波导则对应光隔离状态。
在以上实施方式中，相邻磁光腔与磁光腔之间设置两个直径减小的第二空气柱20，针对不同情况具有不同功效：当两个磁光腔对应的波导处于光传输状态时，连接两个磁光腔的第二空气柱20有助于光传输作用；当两个磁光腔对应的波导处于光隔离状态时，连接两个磁光腔的第二空气柱20有助于光隔离作用。
在以上实施方式中，相邻磁光腔与波导之间设置两个直径减小的第二空气柱20，针对不同情况具有不同功效：当磁光腔与对应的波导产生光传输状态时，连接的第二空气柱20有助于光传输作用；当磁光腔与对应的波导产生光隔离状态时，连接的第二空气柱20有助于光隔离作用。
在以上实施方式中，以磁光腔为中心设置两个周期直径递增的第三空气柱30和第四空气柱40，一方面它们可以降低波导之间的干扰，另一方面它们可以提高传输波导的效率。
在以上实施方式中，相邻磁光腔之间的距离为na时，环行器单方向光环行功能不变，其中n为自然正整数，取值范围为5≤n≤7，即相邻磁光腔的间距大于等于五个所述光子晶体晶格常数而小于等于七个所述光子晶体晶格常数。
在以上实施方式中，所述波导的长度至少为三个所述光子晶体晶格常数，并且增加波导长度，环行器单方向光环行功能不变。
在以上实施方式中，介质折射率、第一空气柱至第四空气柱的尺寸可以在适当范围内调整。
在以上实施方式中，周期分布于介质材料中的第一空气柱至第四空气柱以及磁光材料柱的截面可以为圆型、四边形，五边形或六边形。
在以上实施方式中，通过等比例缩放光子晶体晶格常数、介质材料的尺寸、第一空气柱至第四空气柱以及磁光材料柱的尺寸等参数和选择合适的材料，该结构的单方向光环行功能可以扩展到任意电磁波波段的应用。
本发明利用磁光腔的环状级联方式和旋光效应，实现六端口间的光信号单方向环行传输，能够提供六个端口间的高效率光传输和高度光隔离。本发明利用光子晶体磁光腔进一步级联成多个环状结构，能够实现环行器端口的扩展；在上述的介质-空气柱型光子晶体中，分别将十个、十三个、十六个、二十四个磁光腔级联形成两个、三个、四个、七个正六边形连接的结构，并且对应最外围磁光腔均向外构建一个波导，即获得八端口、九端口、十端口、十二端口的光子晶体环行器；在第二至第五实施方式中，磁光腔和波导的构成、结构优化方式及参数与上述光子晶体六端口环行器相同。磁光腔级联成多个环形结构的光子晶体环行器，能够实现更多端口间的光信号单方向环行传输。本发明的环行器结构紧凑、具有宽的工作频段，且易与其它光子晶体器件实现集成。进一步，级联光子晶体磁光腔构成相连的多个环形结构，实现环行器的端口扩展，获得功能更丰富的环行器。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明权利要求的涵盖范围。