光子晶体的研究进展
光子晶体国外发展现状
光子晶体国外发展现状
光子晶体是一种具有周期性结构的光子材料，由于其具有光子禁带结构和光子导波效应，在光通信、传感和光电器件等领域具有广泛的应用潜力。
以下将介绍光子晶体在国外的发展现状。
在国外，光子晶体的研究和应用已经取得了很大的进展。
美国、日本和欧洲的一些研究机构和大学在光子晶体领域进行了深入的研究，并取得了许多重要成果。
在光通信领域，研究人员利用光子晶体的光子禁带结构和光子导波效应，开发出了一系列光子集成器件。
其中包括基于光子晶体波导的光开关、光调制器和光放大器等。
这些器件具有小尺寸、低损耗和高速度等优势，可以实现高容量和高速率的光通信系统。
在光传感领域，光子晶体具有优异的传感性能。
研究人员通过改变光子晶体的结构和材料，将光子晶体应用于气体传感、生物传感和化学传感等领域。
例如，利用光子晶体结构的反射光谱特性，可以实现对微小气体浓度变化的高灵敏度检测。
此外，光子晶体还在光子学器件、光子芯片和光子集成系统等领域得到了广泛应用。
研究人员通过光子晶体的设计和制备，可以实现复杂的光子器件和光子芯片结构，从而实现光信号的处理和控制。
总之，光子晶体在国外的发展取得了显著进展，在光通信、传感和光电器件等领域具有广泛的应用潜力。
随着技术的不断进
步和研究的深入，相信光子晶体将在未来发展中发挥更重要的作用。
光子晶体材料研究进展及应用前景
光子晶体材料研究进展及应用前景随着科学技术的不断进步，人们对于材料的研究也越来越深入。
在新材料领域中，光子晶体材料的研究一直备受关注。
它的出现不仅改变了传统材料的性质，而且在光电子、能源等领域具有广泛的应用前景。
本文将介绍光子晶体材料的研究进展及其应用前景。
一、光子晶体材料的基础概念光子晶体材料，其实就是一种具有光子带隙的晶体材料。
简单来说，就是通过在材料中引入周期性结构，从而达到对于某些频率的光线有选择性的反射或折射，使其不能通过材料的表面，从而形成光子带隙。
光子晶体材料不仅可以对于光线起到滤波器的作用，而且具有传统材料所没有的一些新颖性质，比如能够在材料内部引发较为复杂的相互作用，从而实现信息处理、光学传输等。
二、光子晶体材料的研究进展1. 光子晶体材料的制备光子晶体材料的制备是研究的基础。
传统的光子晶体材料制备方法包括光刻、等离子体刻蚀、溶胶-凝胶法等。
然而，这些方法不仅操作复杂，而且成本较高。
因此，研究人员开始关注通过自组装的方法制备光子晶体材料。
目前，自组装光子晶体材料的制备方法包括: 溶液自组装法、模板法、电沉积法、表面修饰法等。
这些新的制备方法的出现，使得光子晶体材料制备变得更加容易和便捷。
2. 光子晶体材料特殊性质的研究对于光子晶体材料的特殊性质的研究，则是深入理解该材料的关键所在。
目前，研究人员发现，由于光子晶体具有纳米级别的周期性结构，其表现出来的性质和传统材料是不同的，比如光子晶体的多级结构和空洞结构的存在使得材料中存在的能带不止一个，从而能够过滤更宽波长的光线。
此外，研究人员还发现当光子晶体中存在缺陷时，其在光电子学、微波强度识别、传感器等方面的应用具有广泛的前景。
三、光子晶体材料的应用前景1. 光子晶体过滤器由于光子晶体材料能够对于特定波长的光线进行选择性的反射或折射，发挥着像过滤器一样的作用，因此其被广泛地应用于光子晶体过滤器的制造中。
在光纤通讯技术方面，光子晶体过滤器可以滤除带宽噪声，提高信号的传输质量和分辨率；在图像处理方面，它可以过滤掉光干扰，减少图像的噪声和失真，提高图像的清晰度和质量。
全光法制作三维光子晶体的研究进展
甚 至三 维 晶 格 结 构 。也 可 以通 过 多束 光 干 涉 形 成
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３— ０ ３ —０ ７
作者简介 ： 武一洁 （ １ ９ ８ ５ 一 ） ， 女， 北 京人 ， 内蒙古师 范大学研 究生 ， 主 要从事光折 变非线 性光 学的研 究 。Ｅ， ｎ ａ ｉ ｌ ： ｗｕ ｙ ｉ ｊ ｉ ｅ ３ １ ５ ＠
现 、成本低廉等优点 。本 文介绍 了用光 学方 法制备 三维光 子晶体 的几种方法。 关键词 ：光 子晶体 ；三维 ；干 涉；掩模 ；Ｌ ｉ ＮＯ 。晶体 中图分类号 ：Ｔ Ｑ５ ９ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１ ０ ０ ９ —５ ６ ２ ４ 一（ ２ ０ １ ３ ）０ ２— ０ ０ ４ ４ —０ ４
所示 。
３ 多光束干涉法
３ ． １ 反射 镜合 分束 镜组 合 法
反射镜 合 分 束 镜 组 合 法 是 将 一 束 激 光 经 过 若 干反 射镜 与 分 束 镜 分 光 ，使 多 束 光 同时 照 射 到 记
录介 质上 ，曝 光 一 次 ，就 可 以 实 现 三 维 光 子 晶体
１ 引言
１ ９ ８ ７ 年 ，Ｙａ ｂ ｌ ｏ ｎ ｏ ｖ ｉ ｔ ｃ ｈ Ｅ ［ ］ 和Ｊ ｏ ｈ ｎ Ｓ Ｅ 。 ］ 分别 提 出了光子 晶体 （ ｐ ｈ ｏ ｔ ｏ ｎ ｉ ｃ ｃ ｒ ｙ ｓ ｔ ａ １ ） 的概念 。光子 晶 体是 由不 同介 电常 数 的介 质 材 料 在 空 间呈 周 期 性 排布 结构 的材 料 。光 子 晶体 分 为 一 维 、二 维 和 三 维 ，如 图 １ 所 示 。一维 光子 晶体 由介 电常数 不 同 的 两 种材 料组 成 ，具 有 交 替 排 列 的 结 构 ，如 多 层 膜
三维磁性光子晶体的研究进展探讨
三维磁性光子晶体的研究进展探讨磁性光子晶体指的就是将磁性引入到光子晶体之中。
光子晶体是一种人工的微结构，是由介电材料周期性排列形成的。
在周期性介电结构中，光进行传播的时候和电子在其中传播的时候比较相似。
介电常数增大到与光波长相等的时候，介质的布拉格散射就会出现一些带隙，俗称光子带隙。
光子在这种带隙的区域内的传播是被严格的控制的，在宏观的角度上出现反射率比较大而透射率比较小的情况。
磁性光子晶体就是在晶体的基础上具有磁性，能够衍生出更多的性质，衍生的新性质在多个领域中具有很大的应用价值，比如环形器、光信息存储、隔离器等。
1. 三维磁性光子晶体结构磁性光子晶体根据结构的不同大致可以分为三种，分别为一维磁性光子晶体、二维磁性光子晶体和三维磁性光子晶体。
三维磁性光子晶体的结构更加的复杂，制造工艺和流程的要求比较严格，目前的三维磁性光子晶体结构主要有四种：分别为蛋白石结构、反蛋白石结构、磁性核壳结构、仿生结构等。
1.1蛋白石结构蛋白石结构的组成一般为亚微米或者微米，组成排列的形状是六角最密堆积自组装而成。
微球材质中一般都含有二氧化硅、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等物质，其中微球的制备方法因为材质的不同而有所差别，二氧化硅微球的制作方法一般是通过Stber法，聚丙乙烯微球的制作方法一般是无皂乳液聚合法。
微球自组装蛋白石结构的光子晶体方法比较多，目前我们实际中应用比较多的就是提拉法和垂直沉积法。
垂直沉积法是在微球的分散液中插入玻璃基底，溶液都会产生蒸发的作用，在毛细力的作用下，微球会在基底的表面形成六角密堆积排列；提拉法是将基底利用机械臂保持一定速度的上提，从而能够有效地控制基底的生长厚度。
1.2反蛋白石结构反蛋白石结构是在蛋白石结构的基础上进行一系列的加工得到的。
蛋白石结构中微球和微球之间都会产生空隙，反蛋白石结构就是将介电材料添加在这些的孔隙之中，导致原来的微球被剔除，从而产生剩余孔隙填充物的结构。
其中对于填充物的选择种类比较多，可以选择金属氧化物，碳、硅等非金属单质，金属或者有机高分子材料等。
光子晶体研究及其应用
光子晶体研究及其应用光子晶体是一种周期性介质，在空间上呈现出有序的几何结构，它可以控制光线的传播。
在近年来，光子晶体引起了很大的关注，因为它在光学器件中具有广泛的应用，例如：激光器、光电子器件、传感器和光学通信等领域。
一、光子晶体的研究历史与现状光子晶体概念自从1987年以来由英国牛津大学的尤里·坦普尔和格奥尔格·韦克曼提出，随着材料科学和光学技术的发展，光子晶体的研究不断取得了新突破和发展。
1989年，美国华盛顿大学的理查德·范多默伦等人在实验中首次制造出了光子晶体，表明了光子晶体在光学器件制造领域中的巨大潜力。
此后，众多科学家与研究人员相继开展了有关光子晶体的相关研究，并将它们应用到了各种光电子器件中。
二、光子晶体的性质和应用光子晶体具有两个主要特点：光子带隙和光子反常散射。
其中，光子带隙是指在特定波长范围内，光子无法通过光子晶体传播，这种特性使其在制造光学滤波器、光纤和激光器等领域中应用广泛。
光子晶体的另一项重要特性是光子反常散射。
相比传统的材料，光子晶体中的散射更加地强烈和扩散，这是因为光子晶体中的介电常数具有可调性，散射率因此被调控。
这种性质可以被利用来构建新颖的光学器件，例如光子晶体波导和光子晶体放大器，这些器件能够在新兴的纳米和微尺度光学器件中发挥关键作用。
除了在微型光学器件中的应用，光子晶体在光学成像、传感领域也有广泛的应用。
基于光子晶体的衍射成像技术，科学家可以通过光学显微镜直接观察到生物细胞的内部，掌握更详细的结构信息。
同时，光子晶体也被应用于传感器的研究中，利用其微细结构调节光学信号的特性，提高传感器的灵敏度。
三、光子晶体未来的发展前景随着光学技术的不断创新和完善，对新型材料和器件的研究需求也在加强。
在这样的推动下，光子晶体作为一种优良的周期性介质材料，具有着巨大的发展潜力。
未来，光子晶体的应用可以进一步拓展到可穿戴设备、量子计算、生物医学等领域，应用场景将变得更广泛更细化。
光子晶体材料的研究进展及其应用前景
光子晶体材料的研究进展及其应用前景随着科学技术的不断进步，人类在材料领域的研究也逐渐深入。
其中，光子晶体材料作为一种前沿材料，受到越来越多的关注和研究。
本文将从定义、研究进展和应用前景三个方面介绍光子晶体材料。
一、定义光子晶体材料是一种新型晶体材料，具有周期性的光学性质，与普通石墨烯等材料不同，它是一种具有光学结构的材料。
所谓光学结构，是指物质的微小结构排列形成的一种如同棋盘格一样的结构，这种结构可以限定光的传播方向和波长范围。
二、研究进展1. 光子晶体材料的制备技术不断提高光子晶体材料的制备技术主要包括自组装、浸渍、拉伸、方法等多种方法。
近年来，制备技术不断提高，材料的质量和稳定性也得到了不断提高。
2. 光子晶体材料的性质研究逐渐深入在光子晶体材料的制备基础上，人们开始对其性质进行深入研究。
例如光子晶体材料的透过光谱、反射谱和色散曲线等性质都成为了研究对象。
通过对这些性质的研究，人们可以了解材料的光学性质，并进一步研究材料的应用前景。
3. 光子晶体材料的应用领域不断扩展光子晶体材料可以应用于电子领域、化学领域、材料研究领域等多个领域，其应用前景越来越广阔。
例如可以应用于储能器件、传感器、太阳能电池等领域。
三、应用前景1. 储能器件光子晶体材料具有高禁带宽度和低折射率等性质，与常规储能材料相比，其储能能力和稳定性得到了良好提升。
因此，光子晶体材料被广泛应用于储能器件领域。
2. 传感器光子晶体材料具有高灵敏度和选择性等性质，这使得光子晶体材料可以应用于传感器领域。
例如可以应用于气体、水质、温度传感等领域，使得传感器的快速响应和灵敏度得到了良好提高。
3. 太阳能电池光子晶体材料可以制备成具有不同孔径和结构的二维和三维结构，这使得其可以作为高效太阳能电池的构建单元。
例如可以制备成具有周期性微纳结构的薄膜，该薄膜具有较高的吸收率和低反射率，因此被广泛应用于太阳能电池领域。
综上所述，光子晶体材料作为一种新型晶体材料，具有众多优良的性质，并且在应用领域上具有广泛的发展前景。
光子晶体技术的研究进展与应用前景
光子晶体技术的研究进展与应用前景光子晶体是指在纳米尺度的范围内，通过控制材料的晶格结构使得电磁波的传输特性发生改变的一种新型材料。
随着纳米技术的不断发展和进步，光子晶体技术也在不断地被研究和应用。
其应用领域包括光电子学、光信息处理、基础研究等众多领域，其前景非常广阔。
一、光子晶体的基本原理光子晶体是由空气或其他物质的等间距排列的球形或柱形结构组成。
其特点是具有周期性结构，制备时要求每个元部件的大小和位置要满足一定的限制。
在光子晶体中，当光子的波长和晶格常数具有相同的数量级时，发生Bragg衍射。
由于光子晶体的等间距排列结构和Bragg衍射的原理，使得其具有优异的光学性能。
因此，光子晶体被应用在许多领域中，如光电子材料、光信息处理、生物医学等领域。
二、光子晶体的应用1.光子晶体的应用于太阳能电池光子晶体能够有效地控制光子的传输，这使其成为一个理想的材料用来提高太阳能电池的效率。
通过将光子晶体嵌入到太阳能电池中，可以增强太阳能电池的吸收效率，提高太阳能电池的转换效率。
事实上，研究发现，将光子晶体嵌入到太阳能电池中，其转换效率可以提高约30%。
因此，光子晶体在太阳能电池中的应用是非常有前途的。
2. 光子晶体的应用于生物医学光子晶体能够通过改变光子的波长，来识别某种特定的生物大分子，例如蛋白质和DNA等。
这一特点使得光子晶体在生物医学领域中的应用具有很大的潜力。
例如，可以使用光子晶体来制备高灵敏的生物传感器，以检测某种特定的生物分子。
此外，光子晶体还可以用于制备药物传输系统，以实现精准治疗。
由于其在生物医学领域的广泛应用，光子晶体技术已经逐渐成为了当今生物医学领域的热门研究课题。
3.光子晶体的应用于光纤通信光子晶体能够通过调整光子的传输效应来控制光纤中的波导，并且能够使波导具有更好的光学性能。
这使光子晶体成为一种理想的材料，用于光纤通信中的波导制备。
实际上，光子晶体在现代光纤通信网络中已经开始得到广泛的应用。
光子晶体结构颜色生成机制研究进展
光子晶体结构颜色生成机制研究进展光子晶体是一种具有周期性结构的材料，其结构中的孔隙或周期的变化可以导致可见光的某些波长受到选择性的散射，从而产生特定颜色。
光子晶体的独特的颜色效应使得它们在材料科学、光电子学、光子学和色彩工程等领域具有重要的应用潜力。
随着对光子晶体结构颜色生成机制的深入研究，人们对其物理原理和应用方面的理解也得到了显著的进展。
光子晶体结构颜色生成机制主要包括布拉格衍射、布里渊散射和光子带隙效应。
布拉格衍射是一种基于结构周期性的散射现象，通过光的干涉效应来产生颜色。
当入射光的波长与光子晶体的结构周期相匹配时，发生布拉格衍射，只有特定波长的光得到增强散射，其他波长的光则被抑制。
这种颜色效应可以通过调整光子晶体的孔隙大小和形状来调控，进而实现对颜色的精确控制。
布里渊散射是光子晶体中的非弹性散射过程，它通过晶格中存在的声音波来散射入射光，产生颜色效应。
布里渊散射的颜色效应取决于入射光的波长和声音波的频率，通过控制晶格的特定参数，如孔隙大小、晶格常数等，可以调节布里渊散射的颜色。
光子带隙效应是最主要的光子晶体颜色生成机制之一。
光子带隙是能量在晶格中传播的带隙，类似于电子在半导体中的禁带。
当光的波长与光子带隙的范围相匹配时，光子晶体中的特定波长的光被带隙所抑制，其他波长的光透过光子晶体散射出来。
这种效应使得光子晶体呈现出明亮的结构颜色。
通过调控光子晶体的结构参数、孔隙大小和晶格常数等，可以实现对光子带隙的调控，从而获得不同范围和强度的结构颜色。
在光子晶体结构颜色生成机制的研究中，人们还发现了一些其他的影响因素，如晶格的对称性、孔隙的分布、材料的折射率等。
这些因素都可以对光子晶体的颜色效应产生重要影响。
因此，研究人员通过设计和合成具有特定结构和特性的光子晶体材料，以探索更丰富的颜色效应和应用。
光子晶体结构颜色生成机制的研究进展不仅扩展了我们对光的理解，也促进了光子晶体领域的应用。
光子晶体的独特颜色效应使其在信息存储、显示技术、传感器、生物医学等领域有着广泛的应用前景。
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第 12 期
激光与红外 LA SER & I NFRARED
V o. l 39 , No . 12 D ece mber , 2009
2009 年 12 月
文章编号 : 1001 5078( 2009) 12 1257 06
综述与评论
光子晶体的研究进展
艾桃桃
( 陕西理工学院材料科学与工程学院 , 陕西 汉中 723003 )
图 1 采用全息光刻技术制备的三维有机光子晶体
[ 15]
沉积法、 倾斜沉积法和垂直提拉法。垂直沉积法和 倾斜沉积 法得到 的蛋白 石薄 膜具 有一 致取向 , 其 ( 111)面平行于衬底。通过改 变溶液浓度、 胶体球 的粒径、 蒸发速度和提拉速度等, 可控制薄膜厚度。 另外, 采用多次提拉亦可获得多层由不同粒径胶体 球组成的蛋白石异质结结构。但是, 由于溶剂蒸发 的速率不能显著低于球体自沉降的速率, 该方法对 Si O 2 球而言, 粒径要小于 500 nm。 V lasov 等
能带结构, 其带隙称为光子带隙 ( photonic band gap , PBG ) 。具有 PBG 的周 期性电 介质结 构即为 光子 晶体。 光子晶体概念吸引了众多科学家的兴趣。 1999 年 , 国际科学委员会将光子晶体列为本年度世界十 大焦点研究领域。英国于 2002年投入 1250 万英镑 开展 超快光子学合作计划 !。欧共体信息社会技
[ 5]
有负折射率材料的界面时, 光波的折射与常规折射 相反 , 入射波和折射波处在法线的同侧。 2003 年麻 省理工学院的 Cubukcu和 Pari m i分别阐述了电磁波 在二维光子晶体中的负折射效应 。负折射介质 最引人注目的是它们能够放大逝波 , 从而实现 超 透镜效应 !, 可极大地提高透镜成像的分辨率。 ( 4)抑制自发辐射 ( Purce ll效应 ) 20 世纪 80 年代前, 人们认为自发辐射难以人为控制, 直到光子 晶体的概念被提出后。将自发辐射原子放在光子晶 体中 , 而其自发辐射频率刚好落在带隙中, 因带隙中 该频率之态密度 ( ) 为零, 自发辐 射几率也便为 零, 由此抑制了自发辐射。反之, 若光子晶体中加入 杂质 , 光子带隙中便会出现品质因子高的缺陷态 , 具 有高态密度, 可增强自发辐射。将该现象称为 Pur cell效应。 3 光子晶体的制备方法 光子晶体的实验制备远要滞后于理论研究。人 工制作光子晶体的主要问题在于如何构成周期性的 复杂结构。经过多年努力, 光子晶体的制备已从微 波波段推进到可见光波段。其制备技术总体分为两 类: 自上而下的精密加工法和自下而上的自组装法。
[ 7] [ 6]
。
Am es实验室 的研 究 人员 提 出了 层与 层 堆垛 , 可 避免 打孔。他们 最 初用 A l2O 3 介质棒构建层与层堆垛结构 , 相邻两层 A l2 O3 棒方向垂直, 第三 层 A l2 O3 棒 相对于第 一层 A l2 O3 棒移动半个棒间距, 如此重复排列, 以四层构成一个 单元。该方法的缺点是需要将 A l2 O3 棒黏结 , 费时 费力。 L in 等
Progress in the study of photonic crystals
A I T ao tao
( D epartm ent o fM ater ials Sc ience and Eng inee ring , Shaanx iU n ive rsity o f T echno logy , H anzhong 723003, Ch ina) A bstrac t : Photonic cry sta ls are ma teria ls w ith regular periodicity of d ie lectr ic structures, wh ich can create a range o f forb idden frequenc ies called pho ton ic bandgap. Photons w ith energ ies ly ing in the bandgap canno t propaga te through the m ed ium. M o reover , photon ic crystals have the ab ility to m an ipu la te , confine and contro l light , thus prov ide the op portun ities to shape andm ould the flow o f light for photon ic comm un ication technology and pho ton ic co m puter . In pres ent , the preparation of pho ton ic c rysta ls, espec ia lly those in visib le or near infrared reg ion, is the key to the develop m ent of photonic c rysta ls. In th is paper , the conception and charac teristics of photonic crysta l are descr ibed at first , and then the research in experi m ent and applica tion are in troduced respec tive ly . In exper i m ent research, fabrication m ethod o f photon ic cry sta ls is dep icted. In applica tion, sing le m ode light em itting diode , optical w avegu ide dev ice and m icro w ave antenna are described . K ey word s : photonic crystals ; pho ton ic band gap; preparation techn ic
[ 2] [ 3]
。
( 2)光子局域 John 于 1987 年提出: 在一种 经过精心设计的有序排列的介电材料组成的结构中 引入无序态后 , 光子将呈现强的安德森 ( Anderson) 局域。如果在光子晶体中引入某种缺陷 , 和缺陷态 频率吻合的光子便有可能被局域在缺陷位置 , 一 旦偏离该位置将迅速衰减。当光子晶体理想无缺陷 时, 不存在光的缺陷模式。但是, 一旦晶体原有的对 称性被破坏, 在光子晶体的带隙中央就可能出现频 率极窄的缺陷态。 ( 3) 负折射效应 提出
1 引 言 [ 1] 1987 年, Yab lo novitch 在讨论如何抑制自发辐 [ 2] 射和 John 在讨论光子局域时各自独立地 提出了 光子晶体 ( Photonic Crystals) 的概念。他们讨论的共 同实质是周期性电介质结构材料中光传播的影响问 题。根据固体电子能带理论, 晶体内部原子呈周期 性排列, 库仑场的叠加产生周期性势场 , 当电子运动 时受到周期性势场的布拉格散射而形成能带结构, 带与带之间有带隙, 称为禁带。能量落在禁带中的 电子波不能传播。与此相仿, 当电磁波在周期性电 介质结构材料中传播时, 由于受到调制而形成光子
[ 12] [ 10- 11]
、 李永平
[ 5]
领导的课题 组亦相继投入研 究。
不足之处是国内主要集中在理论研究方面, 较少涉 及制备与应用方面的研究。 2 光子晶体特性 ( 1)光子带隙 光子禁带 ( 带隙 )
[ 1]
光子晶体最基本的特征即具有 。落在禁带中的电磁波禁止传
播。光子带隙依赖于光子晶体的结构和介电常数的 配比 , 比例愈大愈易出现带隙。光子晶体结构对称 性愈差, 其能带简并度愈低, 愈易出现光子禁带
[ 8 - 9]
。
激 光与 红 外
No . 12
2009
艾桃桃
光子晶体的研究进展
1259
于在离心力作用下胶体微球被强制快速沉积 , 每个 颗粒所在的位置不一定就是位能最小处, 因而材料 的生长取向难以控制。 毛细管力诱导有序化法可以大大减少蛋白石中 的固有缺陷 , 得到大面积的高品质单晶态蛋白石膜。 目前, 毛细力诱导有序化法已衍生出三种方法 : 垂直
[ 4]
3 . 1 精密加工方法 3 . 1 . 1 机械钻孔方法 微波波段的光子晶体由于其晶格常数在厘米至 毫米级 , 制 作较容易 , 用机械 方法便可 实现。 1989 年 , Y ablonov itch 用钻孔的方法获得由 8000 个球形 空气原子 !组成的面心立方结构 , 当 空气原子 !的 间距为 12. 7 mm, 占空比为 86% , 基底折射率为 3 . 5 时 , 观察到了光子带隙。之后, Y ablonov itch 等改进 了钻孔方法 , 用活性离子束依次从三个相差 120∀ 的 方向穿孔, 得到近椭球圆柱形的 空气原子 !所构成 的 fcc空间阵列结构 , 从而打破了对称性造成的能 级简并 , 并制造出第一块具有完全光子带隙的三维 光子晶体, 称为 Y ablonov itch结构 3 . 1 . 2 逐层叠加法 ( L ayer by layer) 法
摘
要 : 光子晶体是一种具有光子源自隙的周期性电介质结构 , 落在光子带隙中的光不能传播。
由于其独特的调节光子传播状态的功能, 成为实现光通讯和光子计算机的基础。 光子晶体的 制备是发展光子晶体的关键 , 而可见光和近红外波段光子晶体的制备更是难点。 本文阐述了 光子晶体的概念及其特性后 , 分别介绍了光子晶体的实验研究和应用研究 。实验研究重点介 绍了光子晶体的制备方法 。 应用研究重点介绍 了单模发光二极管光 、 光波 导器件和微波天 线等。 关键词 : 光子晶体 ; 光子带隙 ; 制备技术 中图分类号 : O73 文献标识码: A