光子晶体制备及其应用研究进展

综述了光子晶体的特性以及制备方法,分别介绍了光子晶体在光子晶体光纤、光子晶体滤波器、低阈值激光器、光子晶体结构色等领域的应用研究现状,展示了光子晶体器件的巨大发展潜力,并指出了光子晶体今后的研究方向。同时笔者认为将3D打印技术与光子晶体器件的制备相结合,对早日实现光子晶体器件的实际应用意义重大。     

自组装法制备聚苯乙烯光子晶体的研究进展

系统介绍了自组装法制备聚苯乙烯光子晶体的研究进展,综述了重力沉降、垂直沉降、电泳沉积、离心沉积、涂覆沉积和界面沉积等自组装方法的优缺点以及国内外研究的新进展;分析了微球粒径、悬浮液浓度、温度、湿度和压强等因素对组装效果的影响;阐述了自组装法制备聚苯乙烯光子晶体的发展趋势.     

光子晶体的研究进展

从20世纪80年代末提出光子晶体的概念以来,由于光子晶体独特的调节光子运动状态的特性,使其在许多领域有着广泛的用途.系统叙述了光子晶体的产生、结构、制备和应用,介绍了ZnO光子晶体的最新研究进展.     

高强度超疏水光子晶体涂层的制备及在织物防伪的应用

文中将单分散SiO₂微球和聚氨酯(PU)胶体在织物表面共组装制备了颜色可调高强度光子结构色织物。PU作为一种黏合剂,在自组装过程中,进入SiO₂微球之间的空隙,增强了微球间的黏结力,从而提高了光子结构色涂层的黏附力与剪切应力。此外,通过调节PU的添加量,以及对光子结构色涂层颜色的调控,以及单一粒径对应多种结构色。当水滴在光子结构色涂层表面后,浸入非晶光子晶体结构中,取代了其中的空隙,使得非晶光子晶体的折射率对比度下降,从而导致结构色消失。因此,通过在光子晶体织物表面喷涂一层具有低表面能的透明聚二甲基硅氧烷(PDMS)进行疏水封装,可实现超疏水功能。通过选择性制备亲水和疏水光子晶体涂层,可实现水响应的织物二维码防伪技术。当织物遇到水后,二维码消失(A类)或显现(B类),烘干后二维码显现(A类)或消失(B类),使防伪技术更加隐蔽,拓宽了结构色的应用范围。     

光子晶体的研究进展

从20世纪80年代末提出光子晶体的概念以来,由于光子晶体独特的调节光子运动状态的特性,使其在许多领域有着广泛的用途.系统叙述了光子晶体的产生、结构、制备和应用,介绍了ZnO光子晶体的最新研究进展.     

垂直沉积自组装法与复杂结构光子晶体的研究进展

作为一种折光指数呈周期性分布的材料,光子晶体在功能器件、光学纤维和光学伪装材料等方面有潜在重要的应用。总结了以垂直沉积自组装法为基础,通过不同方法来制备光子晶体的研究进展,以及利用这些方法进一步制备各种具有不同复杂结构光子晶体的进展,总结了这些方法制备光子晶体的优缺点,并展望了垂直沉积自组装法制备光子晶体的发展趋势。     

PMMA光子晶体及PMMA/TiO2光子晶体的制备及表征

用无皂乳液聚合法,制备单分散的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）微球,并使其在重力和表面张力作用下自组装成PMMA光子晶体。用SEM研究其表面形貌,并对其进行光学性质的研究。此外还制备了PMMA／TiO2光子晶体,用AFM表征了其形貌,XRD表征了混合体系的TiO2的晶型。经光学性质研究表明,TiO2纳米粒子提高了光子晶体的折射率比,光子带隙红移。     

复合结构光子晶体的制备及应用

复合结构纳米粒子具有许多不同于单组分胶体粒子的独特的光、电、磁、催化等物理与化学性质,是构筑光子晶体材料的重要组元.从材料复合的不同形式阐述了复合结构光子晶体的制备方法;列举了光子晶体器件的典型应用.综述了光子晶体的主要用途;并展望了复合结构光子晶体的发展方向.     

硅槽内自组装二氧化硅光子晶体

采用溶剂蒸发法在硅片上微槽内对不同粒径的SiO2微球进行组装,尝试利用刻有微槽的硅片与平坦衬底间形成的毛细管池限制胶体晶体的生长厚度,获得了具有显著光子带隙特征的光子晶体线形阵列,并在此基础上比较了不同实验条件如微球直径、毛细管池物理限制作用等对微球排列方式及规整度的影响.     

光子晶体的制备方法

光子晶体是周期性的电介质结构,这种结构具有光子禁带,具有光子带隙是其最根本的特征。介绍制备光子晶体的主要方法:机械打孔法、层层堆积法、胶体自组装法、激光全息干涉法。     

具有奇异色散特性的光子晶体光纤

光子晶体光纤作为一种结构特殊的一类新型光纤,引起了全世界的广泛关注,尤其是它所拥有的奇异色散特性,已使它在许多领域得到了实际应用.阐述了光子晶体光纤奇异的色散特性:短波零色散、近零超平坦色散和高负色散.     

Polymer Microtips Fabricated at the Extremity of Photonic Crystal Fibers

In this paper, a simple method of manufacturing micrometer-sized polymer elements （microtips） at the extremities of the photonic crystal fibers （PCFs）, which are replacing standard optical fibers in many applications due to their unique properties, is presented. The method of microtips fabrication is based on the phenomena of photopolymerization, which is successfully used by the first time, to be best of our knowledge, to manufacture microtip at PCF. The three component photopolymerizable formulation consists of photo-initiating system and multifunctional triacrylate. The photopolymerization is carried out by green laser with the microtip growth controlled by the light exposure parameters （i.e. power and time）. Results of mic：rotip fabrication on standard fiber （SMF-28e＋） and large mode area PCF （LMA-10） are provided. Theinfluence of the initial process parameters on the final microtip characteristics （i.e., length, diameter and profile） is discussed. The potential applications of such polymer microtips are near-field scanning optical microscopy, coupling light sources with fibers and sensing.     

喷墨打印快速制备光子晶体结构色

目的研究实现玻璃基底上快速制备光子晶体结构色的方法及条件。方法结合喷墨打印聚苯乙烯微球(PS)乳液与墨滴自组装技术。首先乳液法合成PS乳液,然后将其配制成墨水,优化基底润湿性、基底温度、打印次数等打印条件,使PS粒子呈规则排列,最后采用光纤光谱仪、色度计对打印的结构色进行表征。结果采用含质量分数为10%PS的墨水并添加乙二醇作为保湿剂,在基底温度为45℃时,实现一次打印得到结构色。光谱反射曲线主反射峰在400 nm处,对应的反射率为83%,LCH分别为38.55,25.16,272.8。结论通过一次打印PS乳液可快速得到结构色,克服了传统竖直沉积方法耗时耗材的缺点。结构色制备具有简单、显色独特、耐老化性优良等优点,可用于包装、防伪等领域。     

近红外光学带隙硅三维光子晶体的制备

用溶剂蒸发法将单分散SiO2微球组装成三维有序结构的胶体晶体模板,用低压化学气相沉积法填充高折射率材料硅,酸洗去除SiO2模板,获得了硅反蛋白石三维光子晶体.通过扫描电镜、X射线衍射仪和紫外-可见-近红外光谱仪对硅反蛋白石三维光子晶体的形貌、成分、结构和光学性能进行了表征.研究结果表明:Si在SiO2微球空隙内具有较高的结晶质量,填充致密均匀;通过控制沉积条件,可控制硅的填充率;制备的硅反蛋白三维光子晶体在近红外区(1.4μm左右)具有明显的光学反射峰,表现出光学带隙效应,测试的光学性能与理论计算基本吻合.     

机械力致变色光子晶体材料研究进展

目的 总结光子晶体材料在机械力致变色方面的研究现状,基于机械力致变色光子晶体的特点进行展望,为进一步研究和应用提供参考.方法 基于机械力的施加方式,从拉伸变色和压缩变色两个方面系统介绍了机械力致变色光子晶体的制备方法、光学性能以及机械性能,并分析比较了这两种光子晶体材料的应用现状和前景.结论 机械力致变色光子晶体在结构上有多种形式,包括嵌入胶体阵列的弹性体光子晶体、胶体交联光子晶体、层状光子晶体、链状光子晶体等,近些年这些光子晶体已经可以达到明亮的结构色和应变能力.机械力致变色光子晶体因其形式的多样性和良好的光学、机械性能,使其在应力检测、人体运动状态监测、防伪、显示等方面得以应用,具有很大的实际应用潜力.     

TiO2/SrTiO3光子晶体薄膜的制备及光电催化性能

以单分散聚苯乙烯(PS)微球在FTO导电玻璃表面自组装形成的蛋白石(Opal)结构为模板,使用溶胶-凝胶法进行TiO2前驱体的填充,退火后制备出反蛋白石结构的TiO2光子晶体薄膜。进一步通过水热反应将部分TiO2反应生成SrTiO3从而形成TiO2/SrTiO3异质结。通过多种手段技术表征了所制备材料和结构的晶型,形貌及其光电化学性能。研究结果表明,SrTiO3的负载量和晶粒大小可以通过水热反应时间调控。在经过0.5h的水热反应后,SrTiO3的负载量为9.6%,TiO2/SrTiO3薄膜保持了原有的光子晶体结构,且光电流增大了82%。TiO2/SrTiO3异质结构的形成能有效地促进光生载流子的分离,提高光电催化性能。     

保偏光子晶体光纤模间干涉的研究

针对椭圆芯保偏光纤模间干涉灵敏度和温度稳定性相对较低的缺点,本文提出了采用保偏光子晶体光纤(PM-PCF)来设计模间干涉光纤传感器的方案.对一种保偏光子晶体光纤的模间干涉特性进行了仿真研究,分析了PM-PCF的两个低阶模式LP01模和LP11偶模的传输特性,得到了相对有效折射率与波长的关系以及模间相位差同干涉输出光强分...     

反蛋白石结构光子晶体及其应用的研究

反蛋白石结构光子晶体因具有完全光子带隙、制备材料广泛、特殊的周期结构、大的比表面积和连通的孔洞结构,近年来在自发辐射的调制、提高光催化反应速率和染料敏化太阳能电池反应速率等领域成为研究热点之一,并且在光、电、催化、传感、显示、检测等领域有着巨大的应用价值。介绍了反蛋白石结构光子晶体的基本概念及制备方法,阐述了反蛋白石结构在材料自发辐射的调制、能量传递的调制、促进物理化学反应、外界环境响应材料等方面的作用及其应用。     

带隙可调光子晶体的研究进展

介绍了近几年带隙可调光子晶体的研究进展。带隙调节的机制主要有改变晶体材料的平均折射率和改变晶体的结构参数两种。综述了通过电场调制、磁场调制、压力调制、光照调制、温度调制和复合调制等实现带隙实时可调的研究进展,提出了目前存在的问题及研究方向。