基光子晶體簡介

基光子晶體(Photonic crystal)是光周期納米結(jié)構(gòu)。它設(shè)計影晌光子類似半導(dǎo)體晶體影晌電子運動哪樣地影晌光子的運動。自然界存在基光子晶體;近100年來已研究了它的不同形式。

基光子晶體由周期性介電或金屬-介電納米結(jié)構(gòu)組成，和半導(dǎo)體晶體周期勢能影晌電子運動一樣而影晌電磁波的傳播。本質(zhì)上，基光子晶體含有規(guī)則重復(fù)的高和低的介電常數(shù)的內(nèi)部區(qū)域。光子(行為似波)能否通過這樣的結(jié)構(gòu)依賴它的波長。允許通過的光波長稱為模(Mode)。一群可通過模形成帶。波長不能通過的帶，稱為基光子帶縫。由此產(chǎn)生一些的光學(xué)現(xiàn)象，如禁止自發(fā)發(fā)射，全方位高反射鏡(mirrors)和低損耗波導(dǎo)等。

基本的物理現(xiàn)象是基于衍射，基光子晶體結(jié)構(gòu)的周期應(yīng)和電磁波波長的一半相同。即基光子在可見譜應(yīng)有約350nm(藍(lán))到700nm(紅)高和低介電常數(shù)周期。這使制造基光子不方便和復(fù)雜。

制造方法和維數(shù)有關(guān)。

在同一層中可淀積不同介電常數(shù)介質(zhì)在單方向形成能帶縫。布拉格格柵是這種基光子晶體的例。單線度基光子晶體可以是各向同性，也可是各向異性的。后者可能用作光開關(guān)。

二維情況，在對輻射波長為透明底板上打洞，設(shè)計帶縫是閉塞(block)。已成功使用三角和四方洞點陣。有洞纖維或基光子纖維可用玻璃棒制造。

已建造了幾種類型

鉆石點陣內(nèi)的球

Yablonovite

木柴堆結(jié)構(gòu)

反膠體晶體球

一堆二維晶體

基光子晶體是控制和操縱光流動吸引人的光學(xué)材料。一維基光子晶體已廣泛用作薄膜光學(xué)形式應(yīng)用在透鏡和鏡子上高和低的的反射膜，改變涂層和墨水顏色?；A(chǔ)和應(yīng)用研究對較高維基光子晶體都有很大興趣。二維的已開始找到商業(yè)應(yīng)用。最早的商業(yè)產(chǎn)品包括二維周期基光子晶體纖維作為非線性器件和外來波長波導(dǎo)，用它的微量結(jié)構(gòu)限制輻射不同特性的光代替普通的光纖維。三維相應(yīng)物離商業(yè)化還很運，但當(dāng)制作和主要困能能克服時，它有特點，可能導(dǎo)致新器件的概念(即光計算機(jī))。