光子晶体课程讲义
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光子晶体发展精品专业课件
空心光纤是将石英玻璃毛细管以周期性规律 排列在石英玻璃管周围的光纤
根据固体物理理论，电子在晶体中的运动可 视为一个电子在周期势场中的运动，由薛定谔方 程描述为
h2 2m
2
V
rr
E
V
rr
V
rr
r Tn
是以
Tn为周期的周期势场
PCF导光机理可以分为两类：
折射率导光机理 光子能隙导光机理
这里主要讲一下光子能隙导光机理： 在理论上,求解电磁波(光波) 在光子晶体中
光子晶体的特性
1 光子带隙
在一定频率范围内的光子在 光子晶体内的某些方向上是 严格禁止传播的
晶格类型， 光子材料的介电常数配比， 高介电常数材料的填充比。
2 光子局域
在光子晶体中引入杂质和缺陷时 ，与缺陷态频率符合的光子会被 局限在缺陷位置，而不能向空间 传播。
点缺陷 线缺陷 面缺陷
9、 人的价值，在招收诱惑的一瞬间被决定 。2021/7/232021/7/23F riday, July 23, 2021 10、低头要有勇气，抬头要有低气。2021/7/232021/7/232021/7/237/23/2021 4:28:40 PM 11、人总是珍惜为得到。2021/7/232021/7/232021/7/23Jul-2123-Jul -21 12、人乱于心，不宽余请。2021/7/232021/7/232021/7/23Fri day, July 23, 2021 13、生气是拿别人做错的事来惩罚自 己。2021/7/232021/7/232021/7/232021/7/237/23/2021 14、抱最大的希望，作最大的努力。2021年7月23日 星期五 2021/7/232021/7/232021/7/23 15、一个人炫耀什么，说明他内心缺 少什么 。。2021年7月 2021/7/232021/7/232021/7/237/23/2021 16、业余生活要有意义，不要越轨。2021/7/232021/7/23Jul y 23, 2021 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要 自强不 息。2021/7/232021/7/232021/7/232021/7/23
根据固体物理理论，电子在晶体中的运动可 视为一个电子在周期势场中的运动，由薛定谔方 程描述为
h2 2m
2
V
rr
E
V
rr
V
rr
r Tn
是以
Tn为周期的周期势场
PCF导光机理可以分为两类：
折射率导光机理 光子能隙导光机理
这里主要讲一下光子能隙导光机理： 在理论上,求解电磁波(光波) 在光子晶体中
光子晶体的特性
1 光子带隙
在一定频率范围内的光子在 光子晶体内的某些方向上是 严格禁止传播的
晶格类型， 光子材料的介电常数配比， 高介电常数材料的填充比。
2 光子局域
在光子晶体中引入杂质和缺陷时 ，与缺陷态频率符合的光子会被 局限在缺陷位置，而不能向空间 传播。
点缺陷 线缺陷 面缺陷
9、 人的价值，在招收诱惑的一瞬间被决定 。2021/7/232021/7/23F riday, July 23, 2021 10、低头要有勇气，抬头要有低气。2021/7/232021/7/232021/7/237/23/2021 4:28:40 PM 11、人总是珍惜为得到。2021/7/232021/7/232021/7/23Jul-2123-Jul -21 12、人乱于心，不宽余请。2021/7/232021/7/232021/7/23Fri day, July 23, 2021 13、生气是拿别人做错的事来惩罚自 己。2021/7/232021/7/232021/7/232021/7/237/23/2021 14、抱最大的希望，作最大的努力。2021年7月23日 星期五 2021/7/232021/7/232021/7/23 15、一个人炫耀什么，说明他内心缺 少什么 。。2021年7月 2021/7/232021/7/232021/7/237/23/2021 16、业余生活要有意义，不要越轨。2021/7/232021/7/23Jul y 23, 2021 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要 自强不 息。2021/7/232021/7/232021/7/232021/7/23
《光子晶体》PPT课件
Electrons
Coulomb interactions （库伦力作用）
Electron-tunneling with the amplitude (probability) decaying exponentially 遂穿效应几率幅指数衰减
Strong scattering derived from a large variation in coulomb interactions. eg. in electronic semiconductor crystals
Photons
·
Interaction potential in a
medium:
Dielectric constant (refractive index)
·
Propagation in classically
forbidden zone
Photon tunneling (evanescent wave) with wave vector k imaginary and hence amplitude decaying exponentially
能隙
Valence Band
k
k
(a) Direct Bandgap (b) Indirect Bandgap
(eg. GaAs, InP,
(eg. Si, Ge, GaP)
CdS)
光子晶体
光子晶体可分为一维、二维和三维。 +时间：四维。
1-D
2-D
3-D
一维： 眼镜、 滤波器、 光纤光栅等
periodic in one direction
此时有：
只要有周期的折射率差出现就会有能带
带隙的宽度：
(完整版)第2章 光子晶体及光子晶体滤波器的理论基础
第2章 光子晶体及光子晶体滤波器理论基础2。
1 光子晶体概述2.1。
1光子晶体概念光子晶体也叫光子带隙材料（PBG ）,它的概念是在1987年分别由S ．John 和E ．Yablonovitch 等人提出来的。
经过几十年的发展，光子晶体已成为人们非常关注的领域。
所谓光子晶体,是一种介电常量呈空间周期性分布的人工介质结构，它具有光子禁带,频率和能量处于禁带内的光子无法进入光子晶体内部，在光子晶体内部完全被禁止存在［12-14］.在固体物理研究发现,晶体中的周期性排列的原子所产生的周期性电势场中的电子有一个特殊的约束作用。
在这样的空间周期性电势场中的电子运动是由如下的薛定谔方程决定的：（2.1）其中）（r V →是电子的势能函数，它有空间周期性.我们求解以上方程（2。
1）可以发现，电子能量Ｅ只能取某些特殊值,在某些能量区间内方程无解――即电子能量不能落在在这样的能量区间,通常称之为能量禁带。
研究发现，电子在这种周期性结构中的德布罗意波长与晶体的晶格常数有大致相同数量级.从电磁场理论知道，在介电系数呈空间周期性分布的介质中，电磁场所服从的规律是如下所示的Maxell 方程：其中，0ε为平均相对介电常数，⎪⎭⎫ ⎝⎛→r ε为相对介电常数的调制部分，他 随空间位置作周期性变化,Ｃ为真空中的光速，ω为电磁波的频率，()t r E , 是电磁波的电矢量，可以看到方程式 1.1）和（1.2)具有一定的相似性。
事实上，通过对方程式(2)的求解可以发现,该方程式只有在某些特定的频率ω处才有解，而在某些 ＝０，－ E 2m + 2⎪⎭⎫ ⎝⎛ψ⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛∇→→t V r r ＝０，－＋Ｃ＋⎪⎭⎫ ⎝⎛→⎥⎦⎤⎢⎣⎡•∇∇⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛∇→t r E r εεω0222（1.2）频率ω取值区方程无解.这也就是说，在介电常数呈周期性分布的介质结构中的电磁波的某些频率是被禁止的，通常图2.1光子禁带示意图称这些被禁止的频率区间为＂光子频率禁带＂(Photonic Band Gap ），如图2。
第七章光子晶体
s u b stra te
A
A
A
A
A
A
A
A
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A
A
A
A
A
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A
A A A
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A A A
A A
A A
A A
浙江大学硅材料国家重点实验室 黄靖云
A
A
A
浙江大学硅材料国家重点实验室 黄靖云
A
A
A
3
2012/11/8
Making Rods & Holes Simultaneously
dig more holes offset & overlapping backfill
and waveguides (“wires”)
can trap in cavities 3D Pho to niclight C rysta l with De fe c ts
and waveguides (“wires”)
magical oven mitts for holding and controlling light with photonic band gaps: “optical insulators” 浙江大学硅材料国家重点实验室 黄靖云
Periodic Surprises in Electromagnetism
Steven G. Johnson MIT 1887
Photonic Crystals
periodic electromagnetic media 1987
1-D 2-D 3-D
periodic in one direction
《光子晶体》课件
2 光刻技术
利用光刻技术在材料上 制造微细结构，形成光 子晶体的周期性结构。
3 多晶体堆叠
将多个具有不同周期性 的光子晶体堆叠在一起， 实现更复杂的光子晶体 结构。
光子晶体在光学器件中的应用
光学滤波器
利用光子晶体的能隙特性，制作用于波长选择性滤波的光学器件。
光学波导
将光子晶体结构引导和限制光束的传播路径，实现高效率的光学波导器件。
总结和展望
光子晶体作为一种具有周期性电介质结构的材料，具有广泛的应用前景。未 来，随着技术的进步和研究的深入，光子晶体将在光学领域发挥更重要的作 用。
光子带隙
光子晶体中的周期性结构导致 能隙的出现，使得特定波长的 光波无法传播，从而实现对光 的波长过滤和光学调制。
光束限制
光子晶体可以通过调整结构和 原材料的属性，使光束在特定 方向和模式下被限制和引导， 实现光的高度定向传输。
光子晶体的应用领域
1
光子芯片
2
光子晶体可用于制造微型光子芯片，
实现集成光学元件和光电子器件，为
电子芯片提供高速和低能耗的替代方
3
案。
光通信
光子晶体可用于制造光纤耦合器、波 分复用器、光开关等器件，提高光通 信的带宽和传输速率。
光传感器
光子晶体可用于制造高灵敏度光传感 器，用于环境监测、光学成像和生物 医学应用。
光子晶体的制备方法
1 自组装
通过控制材料的自组装 过程，制备具有周期性 结构的光子晶体。
激光器
通过在光子晶体材料中引入激光介质，制造高质量和高效率的激光器。
光子晶体的未来发展趋势
1
Hale Waihona Puke 超材料结合结合光子晶体与其他类似光学材料如金属和二维材料，构筑功能更强大的光学器 件。
《光子晶体光纤》课件
• Jin, W., Ho, H. L., & Jin, A. (2014). Recent advances in photonic crystal fibers for fiber lasers. Journal of Lightwave Technology, 32(1), 6-14.
• Xu, F., Wei, L., Chen, N., Farahi, F., & Xiao, Y. (2018). Advances in passive and active photonic crystal fibers. Science Bulletin, 63(10), 621-636.
2 光子晶体光纤的发展趋势
光子晶体光纤的发展趋势包括提高光纤性能、拓展应用领域和实现大规模制备。
3 光子晶体光纤的意义和价值
光子晶体光纤作为一种新型的光纤传输介质，具有重要的科学研究和实际应用价值。
参考文献
• Wu, W., & Xiao, Y. (2014). Photon crystal fibers: Fundamentals and applications. Wiley Online Library.
光子晶体光纤的制备
1
光子晶体光纤的制备过程
2
制备光子晶体光纤的过程包括原料准备、 Nhomakorabea预制光纤棒材、拉丝成型和表面处理等。
3
光子晶体光纤的制备方法
光子晶体光纤的制备方法多种多样，包 括传统拉制法、气相沉积法和化学气相 沉积法等。
光子晶体光纤的制备条件及其优 化
制备光子晶体光纤需要控制多种条件， 如温度、压力和光纤棒材的组分等，以 获得理想的光传输性能。
《光子晶体光纤》PPT课 件
• Xu, F., Wei, L., Chen, N., Farahi, F., & Xiao, Y. (2018). Advances in passive and active photonic crystal fibers. Science Bulletin, 63(10), 621-636.
2 光子晶体光纤的发展趋势
光子晶体光纤的发展趋势包括提高光纤性能、拓展应用领域和实现大规模制备。
3 光子晶体光纤的意义和价值
光子晶体光纤作为一种新型的光纤传输介质，具有重要的科学研究和实际应用价值。
参考文献
• Wu, W., & Xiao, Y. (2014). Photon crystal fibers: Fundamentals and applications. Wiley Online Library.
光子晶体光纤的制备
1
光子晶体光纤的制备过程
2
制备光子晶体光纤的过程包括原料准备、 Nhomakorabea预制光纤棒材、拉丝成型和表面处理等。
3
光子晶体光纤的制备方法
光子晶体光纤的制备方法多种多样，包 括传统拉制法、气相沉积法和化学气相 沉积法等。
光子晶体光纤的制备条件及其优 化
制备光子晶体光纤需要控制多种条件， 如温度、压力和光纤棒材的组分等，以 获得理想的光传输性能。
《光子晶体光纤》PPT课 件
光子晶体讲稿
S. Y. Lin et al.,Nature 394, 251 (1998)
(4) 反复以上环节以制得所需旳层数,然后再用酸将SiO2清洗掉, 即得三维周期性构造
四、光子晶体应用
1.微波领域中旳应用 2.电子计算机技术中旳应用 3.光电元件中旳应用 4. 其他方面应用
微波领域中旳应用—天线
一般天线
半导体制造技术旳措施:将电子束蚀刻,反应 离子束蚀刻,化学气相淀积等技术利用于堆积 式旳光子晶体制造.
(1) 利用电子束,激光束等在Si基上 进行蚀刻,留出一系列彼此平行旳 Si棒; (2) 再用水解等措施将Si棒之间旳 区域用SiO2进行填充,并进行表面 机械抛光; (3) 然后再用多晶Si沉积旳措施在 (2)中所得旳层上铺一层Si,以便蚀 刻与(2)中Si棒向垂直旳第二层Si 棒
r
和变动介电常数
' r
则有：k 2
r r '
2
c2
代入波动方程，可得：
2
E
r
2
c2
' r
E
r
2
c2
r
E
r
2
2
c2
' r
E r
2
c2
r
E
r
比较电子和光子（在晶体中）旳定态波动方程， 能够看出两式得相同之处：
2
c2
' r
rr
~ V r,即周期变化的介电常数相当于
一个周期势场；
都是起源于对自然界不同领 域存在类似现象旳假设开始 旳。因为宇宙万物遵照着相 同旳规律，虽然外表再怎样 旳千变万化，而内在旳规则 却是有着高度一致性。
科学家们在假设 光子也能够具有类 似于电子在一般晶 体中传播旳规律旳 基础上发展出来旳
光子晶体及其应用ppt课件
• 传播速度更快 • 携带更大信息
– 更大的带宽 • 电子系统：105 Hz • 光纤系统: 1015 Hz
• 无光子-光子相互作用 • 更小的能量损耗
ppt课件.
4
能
全光通讯
否
二十一世纪： internet era
控 制
全光器件
光
子
光纤
的
流
动
电子器件
ppt课件.
？5
一 、光子晶体简介
• 光子晶体（photonic crystal） 是一种介电常数随空间周期性变化的新型光学
微结构材料，其最根本的特征是具有光子禁带。
ppt课件.
6
•What is photonic crystal?
周期排列的人工微结构材料
ppt课件.
7
光子晶体图示
构成材料:
半导体、绝缘体、金属材料等
单元尺寸:
毫米、微米、ppt亚课件微. 米
8
《科学》1998 Best bets 衰老、对付生化武器、光子晶体、
翅膀鳞粉具有光子晶体结构的蝴蝶
在生物界中，也不乏光子晶体的踪 影。以花间飞舞的蝴蝶为例，其翅 膀上的斑斓色彩，其实是鳞粉上排 列整p齐pt课的件.次微米结构，选择性反射 25 日光的结果.
green
blue brown
yellow
ppt课件.
26
2003年ANDREW R. PARKER等 发现一种澳洲昆士兰的东北部 森林的甲虫（Pachyrhynchus argus），它的外壳分布有和蛋 白石一样的光子晶体结构类似 物，其具有从任何方向都可见 的金属色泽。
ppt课件.
27
这种栖息于大陆棚上﹐有着刺 毛的低等海生无脊椎动物`海毛虫 (sea mouse)`具有引人瞩目的虹彩。 此种海毛虫的刺毛是由为数众多之 六角圆柱体层层叠积形成的结晶状 构造物,其具有与光子晶体光纤 (photonic crystal fiber)--一样的物 理属性。这种刺毛亦能捕捉光线且 仅反射某些波长的色光﹐而发出鲜 明色彩
– 更大的带宽 • 电子系统：105 Hz • 光纤系统: 1015 Hz
• 无光子-光子相互作用 • 更小的能量损耗
ppt课件.
4
能
全光通讯
否
二十一世纪： internet era
控 制
全光器件
光
子
光纤
的
流
动
电子器件
ppt课件.
？5
一 、光子晶体简介
• 光子晶体（photonic crystal） 是一种介电常数随空间周期性变化的新型光学
微结构材料，其最根本的特征是具有光子禁带。
ppt课件.
6
•What is photonic crystal?
周期排列的人工微结构材料
ppt课件.
7
光子晶体图示
构成材料:
半导体、绝缘体、金属材料等
单元尺寸:
毫米、微米、ppt亚课件微. 米
8
《科学》1998 Best bets 衰老、对付生化武器、光子晶体、
翅膀鳞粉具有光子晶体结构的蝴蝶
在生物界中，也不乏光子晶体的踪 影。以花间飞舞的蝴蝶为例，其翅 膀上的斑斓色彩，其实是鳞粉上排 列整p齐pt课的件.次微米结构，选择性反射 25 日光的结果.
green
blue brown
yellow
ppt课件.
26
2003年ANDREW R. PARKER等 发现一种澳洲昆士兰的东北部 森林的甲虫（Pachyrhynchus argus），它的外壳分布有和蛋 白石一样的光子晶体结构类似 物，其具有从任何方向都可见 的金属色泽。
ppt课件.
27
这种栖息于大陆棚上﹐有着刺 毛的低等海生无脊椎动物`海毛虫 (sea mouse)`具有引人瞩目的虹彩。 此种海毛虫的刺毛是由为数众多之 六角圆柱体层层叠积形成的结晶状 构造物,其具有与光子晶体光纤 (photonic crystal fiber)--一样的物 理属性。这种刺毛亦能捕捉光线且 仅反射某些波长的色光﹐而发出鲜 明色彩
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转移矩阵法 由磁场在实空间格点位置展开, 将麦克斯韦方程组化成转移矩阵形式,同样变成本征值求解问题.
特点：对介电常数随频率变化的金属系统特别有效,由于转移矩阵小,矩阵元少,计算量较前者大大降低, 只与实空间格点数的平方成正比,精确度也非常好. 可以计算反射系数及透射系数. 时域有限差分法(FDTD) 将一个单位原胞划分成许多网格,列出网上每个结点的有限差分方程 ,利用布里渊区边界的周期 条件,将麦克斯韦方程组化成矩阵形式的特征方程 ,这个矩阵是准对角化的,其中只有少数非零矩 阵元,明显地减少了计算量. 缺点：有限差分法没有考虑晶格格点的形状,遇到具有特殊形状格点的光子晶体时,要求得精确解就比较 困难.
光半导体材料——光子晶体
概念与特性
理论分析
制备与合成方法
1. 引言
1.1 什么叫光子晶体？
光子晶体指介电常数(或折射率)周期性变化的一类物质，英文Photonic Crystal，简称PC 。
1.1987年，E.Yablonovitch和S.John在研究抑制自发辐射和光子局域时分别提出光子晶体这一
谢谢！
3.3 其他方法 全息光刻：三维光子晶体样品制备需要三束光甚至多束
参考文献
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. Yablonovitch E.,et.al.,Phys. Rev. Lett.58,2059-2062 (1987). John S.,et.al.,Phys. Rev. Lett.58,2486-2489 (1987). K. M. Ho,et.al.,Phys. Rev. Lett. 65,3152 (1990). Yablonovitch E,et.al.,Phys. Rev.Lett .67,2295-2298(1991). Sakoda,Kazuaki,Optical properties of photonic crystals,Berlin：Springer Press,2001. E. M. Purcell,Phys. Rev. 69,681 (1964). Joannopoulos,J. D,et.al.,Photonic crystals：molding the flow of light,Princeton,N.J：Princeton University Press,1995. E.Özbay, et.al.,Appl Phys Lett. ,64:2059-22061(1994). S. G. Johnson et al.,Appl. Phys. Lett. 77,3490 (2000) K. Ho,et al.,Solid State Comm. 89,413 (1994) O. Toader and S. John,Science 292,1133 (2001) Ovidiu Toader, et.al.,Phys. Rev. Lett. 92, 043905(2004) Holland B T , et.al.,Science , 281,538-540(1998) http://www.icmm.csic.es/cefe Judith E. G. ,et.al.,science,281,802~804(1998). .Wijnhoven J E et.al.,Science,281:802-804(1998). Zakhidov A A , et.al.,Science , 282 :8972901(1998). Vlasov YA , et.al.,Adv Mater , 11 :1652169(1999). Imhof A , et.al.. Nature , 389 :9482951(1997). Wonmok,Adv. Materials 14, 271 (2002)
N阶法 从定义的初始时间的一组场强出发,根据布里渊区的边界条件,利用麦克斯韦方程组可以求得场强 随时间的变化,从而最终解得系统的能带结构.
Hexagonal_circle结构
利用BandSOLVE软件计算得到的二维Hexagonal_circle结构光子晶体中的 光子能带结构（基于平面波法）
经验公式：
Electromagnetic-wave generators and amplifiers (>10–20 GHz) Elementary particle counters Active elements of the amplifying / generating systems, control systems in fiber optics laser and other devices
• 直接沉淀法
• 直接沉淀法是最简单，也最容易想到的方法。首先将微 球采用超声打散于溶剂中，确保其多数微球处于单分散 状态。 然后静置溶液，待其自然沉淀。
• 辅助沉淀法
• 辅助沉淀法是在直接沉淀法的基础上提出来的，该方法 通过外加辅助设备或条件，加快排列的速度，提高排列 的质量。
• 挤压排列法
新概念。
2.1991年，Yablonovitch在实验室中人工制造了第一块被认为具有完全禁带的三维光子晶体。
(c) (a) (b)
e1 e2 e1 e2 e1
Z
一维、二维、三维光子晶体立体结构示意图
1.2 特性 光子晶体通常具有:光子禁带结构和抑制原子的自发辐射
左手材料
1.3 应用
光子晶体的这些特性可用于光纤通讯、微波器件、光路集成、光开关、滤波器件等方面。目前，市场上已经有基 于光子晶体的光纤和波分复用器件产品。 光子晶体光纤 光子晶体光纤又被称为微结构光纤，近年来引起广泛关注，它的横截面上有较复杂的折射率分布，通常含有 不同排列形式的气孔，这些气孔的尺度与光波波长大致在同一量级且贯穿器件的整个长度，光波可以被限制在 光纤芯区传播。 特点： 1.实现大功率单模激光传输；. 2. 宽波段的单模性质 3. 具有良好的色散性质 4. 高的双折射特性 5.可以实现多芯传输
多模 大模场 晶体光纤 晶体光纤
多模大数值 孔径 晶体光纤
高非线性 晶体光纤
保偏非线性 晶体光纤
1.3 研究现状
• 相关学科和技术:
• 物理学
• 材料学和化学 • 微纳米技术
• 光通讯、微波技术
Compositions and some applications for 3D nanocomposites fabricated on the basis of opal matrices Type of the filler Semiconduct or Composition of the filler CdS, GaAs InN, GaN GaSb, CdTe, HgSe, Te, InP Nanocomposite physical model Seebeck 3D nanostructures Quantum points 3D superlattices from Schottky diode-type elements 3D superlattices of the Josephson contacts (transitions) 3D superlattices of photodiodes 3D nanooptical systems Possible applications
3.1 机械法
1991年，Yablonovitch 及其合作者首先在介质顶上加盖一层具有三角形排列的 小孔，然后在这些空的位置上打孔，最后从三个相互成120度的方向上用活性 离子束穿孔而成.
特点： 这种三维光子晶体具有钻石结构和完全禁带， 带隙波长在微米段。此后一些研究人员利用类 似的方法制备出了带隙在毫米波、微波、红外 波段的三维光子晶体。
本研究小组的一些结果
(b) (c)
反OPAL结构
(A) (D)
FTT
(B)
(C)
通过自组装法合成反蛋白石结构(TiO2/Air)光子晶体 (A)~(C)通过自组 装模板、填充、煅烧得到反蛋白石结构光子晶体，(D)煅烧后的样品 的扫描电镜(SEM)图
自组装法的特点
1.具有成本低，设备简 单等优点 2.易于大规模生产 3.持续时间长 4.合成过程难于控制 5. 缺陷难以控制
500nm
3.2 自组装制备
自组装法制备光子晶体通常指利用溶液中介质球沉降过程中的相互作用自 行组装成光子晶体结构。
• “蛋白石”结构光子晶体制备步骤： 1. 首先将通过化学方法获得的单分散微球(如二氧化硅球，聚苯乙烯微 球等)置入有机溶剂(如无水乙醇)中，同时可外加超声波，使“溶解” 更快、更充分。 2. 此后，微球将在重力的作用下沉降，该过程对于不同的粒径有不同 的要求。对于粒径较大的微球，可采用直接沉降，通常得到的光晶 体工作波段在微米段；对于粒径较小情况，可采用离心、加电场等 方法强制沉降法。介质微球在沉降过程中自组装，得到有序排列的 介质球光子晶体。 3. 待完全沉降后，溶剂除去，并烘干即可得到“蛋白石”结构光子晶 体。
Optically active media
数值计算方法（韩鹏老师会讲）
平面波法
将电磁场以平面的形式展开, 电磁场在倒格矢空间以平面波叠加的形式展开 ,可以将麦斯韦方程 组化成一个本征方程,求解本征值得到传播的光子的本征频率.
缺点:计算量与平面波的波数有很大关系,几乎正比于所用波数的立方,因此会受到严格的约束,对某些情 况显得无能为力.
• 挤压排列法放弃的沉淀的思路，而采用向有孔（尺度小于微球粒径）器 皿中缓慢通入溶液，溶剂从孔中排除，微球则留在器皿中。该方法对工 艺有较高的要求，如通入溶液的速度，器皿的结构，小孔的大小等均都 有严格的要求，不过由于该方法克服前两种存在的问题。排列速度较快， 排列微球有序性较好深受科研人员的欢迎。
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