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.     

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。     

新型光学/声学带隙材料研究进展

光子晶体/声子晶体研究是材料、物理、光学、化学等学科的一个全新领域和研究热点.概述了光子晶体/声子晶体的特性及应用,比较、综述了光子晶体/声子晶体的研究进展及面临的主要问题,评述和展望了光子晶体/声子晶体的发展趋势和应用前景.     

近红外波段光子晶体的微细加工方法研究进展

光子晶体及其在光电子领域的应用是目前国际上的研究热点之一，是一种新型的光电子功能材料。在近红外光通讯领域中，光子晶体(对应允子晶体晶格常数为亚微米)有非常重要的应用，可以制作许多以前所不能制作的高性能光学器件。如何制备用于光通讯领域的光子晶体越来越引起广泛关注。本文综述了近红外波段光子晶体的微细加工制备方法的研究进展。     

激光全息法制备三维光子晶体的研究进展

三维光子晶体作为一种光子带隙材料,在光学器件、化学生物传感以及信息传输和存储等方面具有广泛的潜在应用价值。激光全息法制备光子晶体具有均匀性好、无缺陷、成本低廉等优点。综述了激光全息法制备三维光子晶体的理论及实验方面的研究进展,并阐述了各种方法的代表性工作以及各自的优缺点。     

胶体阵列及三维光子晶体制备的研究进展

单分散的胶体颗粒能自发排列成胶体阵列,其长程有序结构能获得许多特殊的性质.胶体阵列被用作制备可见光及近红外波长范围的光子晶体的基础.以其为模板制备的反蛋白石结构可拥有全光子禁带,为新一代光子器件开发和应用带来了希望.介绍了单分散胶体颗粒的主流制备方法,归纳总结了胶体阵列制备的几种方法和国内外最新的相关报道,简述了其在制备三维光子晶体领域的最新进展以及该领域国内外的研究进展.     

大面积3D有序介孔二氧化钛薄膜光子晶体制备与性能研究

介绍了大面积有序反蛋白石结构介孔二氧化钛薄膜光子晶体制备与性能研究的进展.为了保证二氧化钛骨架结构的稳定性和有序度,从而使氧化钛介孔薄膜达到大面积结构均匀,在介孔薄膜制备过程中采用了几种新的工艺方法,其中包括二氧化硅晶体模板的应用和用NaOH溶液代替常用的HF溶液作为模板去除剂.制备的介孔二氧化钛薄膜光子晶体的面积达到厘米尺寸,二氧化钛骨架的填充率达到17.4%,薄膜制备过程中的收缩率<3%.薄膜透射光谱研究结果表明,这种大面积3D有序的反蛋白石结构介孔二氧化钛薄膜具有非常优良的光子带隙特性,有望成为一类具有非常好的发展和应用前景的光子晶体材料.     

三维光子晶体的制备技术研究进展

光子晶体是周期性介电结构．它能象周期性原子结构中的电子禁带一样．产生光子禁带。自从1987年Yablonovitch提出光子晶体的概念以来，有关光子晶体的各种研究非常活跃。本文回顾了三维光子晶体的制备技术研究现状，旨在激发不同学科领域研究人员的想象力和创造力．使他们从一些可能的光子晶体制造途径中有所裨益．并将这种可能性转变为现实。     

光子晶体应用研究进展

光子晶体是一种具有光子带隙的新型材料,其概念提出比较早,距今已经过了30年。由于光子晶体具有很多新颖的特性,使其成为微纳光子学和量子光学的重要研究领域。随着微加工技术的进步和理论的深入研究,光子晶体在信息光学以及多功能传感器等其他多个学科中也得到广泛应用。本文从理论上详细综述了光子晶体的各种奇异特性,并从各种特性出发,详细介绍近年来光子晶体在光子晶体光纤、反射镜、滤波器、波导、低阈值激光器、多功能传感器、腔量子电动力学、偏振器、量子信息处理等领域的应用研究,并与传统的器件进行性能比较得出光子晶体器件具有无可比拟的优势。最后提出,随着3D打印制造技术的成熟,光子晶体材料必然会推动信息技术的新一轮革命。     

光子晶体应用研究进展

光子晶体是一种具有光子带隙的新型材料,其概念提出比较早,距今已经过了30年。由于光子晶体具有很多新颖的特性,使其成为微纳光子学和量子光学的重要研究领域。随着微加工技术的进步和理论的深入研究,光子晶体在信息光学以及多功能传感器等其他多个学科中也得到广泛应用。本文从理论上详细综述了光子晶体的各种奇异特性,并从各种特性出发,详细介绍近年来光子晶体在光子晶体光纤、反射镜、滤波器、波导、低阈值激光器、多功能传感器、腔量子电动力学、偏振器、量子信息处理等领域的应用研究,并与传统的器件进行性能比较得出光子晶体器件具有无可比拟的优势。最后提出,随着3D打印制造技术的成熟,光子晶体材料必然会推动信息技术的新一轮革命。     

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。     

光子晶体在Si基发光器件中的应用

在Si基集成光电子学的发展中,实现高效的Si基光源始终是人们期待的目标.但是Si材料的间接带隙特性导致其发光效率低.目前,已经探索了多种Si基材料体系以提高Si材料的发光效率,但是尚未取得突破性的进展.近年来,光子晶体以其独特的控光能力而备受人们的关注,将光子晶体引入到Si基材料体系中可以显著提高Si基材料的发光效率,这无疑对Si基光电子学的发展起到了重要的贡献.本文简述了利用光子晶体提高Si基材料发光效率的机制,介绍了光子晶体在几种Si基材料中的应用,探索了Si基光子晶体发光器件的潜在应用前景.     

3．0μm～4．0μm全角度反射镜

分析了一维光子晶体的光子能带结构和禁带特性;然后利用光子禁带特性,设计了3.0～4.0μm全角度反射镜,给出了其反射光谱.     

3D-printable colloidal photonic crystals

The architecture of the colloidal photonic crystals (CPCs) is of paramount importance to their functionality and applications. Nevertheless, the realization of CPCs with arbitrarily designed, volumetrically sophisticated structures at the macroscale remains challenging. In this work, a printable CPC ink was developed. By combining this ink with a digital light processing (DLP)-based three-dimensional (3D) printing system, we were able to fabricate the CPC superstructures featuring both digitally defined macroscale geometries and structural colors originating from the ordered structures at the sub-micron scale. Moreover, besides the arbitrarily adjustable and precisely designable architectures, the optical properties, mechanical performances, and stimuli-responsiveness of the printed objects could also be facilely tuned by the composition of the ink or the printing parameters of the DLP system. This technology endows us the ability to fabricate CPCs with a multitude of desirable functions as well as mimic the hierarchical structures and color-manipulation strategies of some creatures in nature, which paves the way for potentially broad applications in intelligent color displays, 3D integrated sensors, biomimetic color-morphing soft robots, and smart anti-counterfeiting labels, among others.     

Organic semiconductor-based photonic crystals for solar cell arrays: band gap and optical properties

Photonic crystals (PCs) hold great potential for designing new optical devices because of the possibility of the manipulation of light with PCs. There has been an increase in research on tuning the optical properties of PCs to design devices. We design organic semiconductor-based PC structures and calculate optical properties using the plane wave expansion method and finite-difference time-domain method in an air background for a hexagonal lattice. We showed the possibility of the solar cell arrays for a 2D PC cavity on an organic semiconductor base infiltrated with a nematic liquid crystal. E7 type has been used as a nematic liquid crystal and 4,4′-Bis[4-(diphenylamino) styryl]biphenyl as an organic semiconductor material.     

Structural and optical quality of binary photonic crystal heterostructures fabricated by the modified self-assembly method

Photonic crystal heterostructures constituting of two photonic crystals with different lattice constants are fabricated using the modified self-assembly method and their structural and optical properties are investigated. The results show that these photonic crystal heterostructures of high quality possess deep photonic band gaps and steep photonic band edges in their transmission spectra. Deep double photonic band gaps, steep photonic band edges and high transmittance in the pass band show good ordering of the heterostructure and may offer a probability for studying late-model ultra-fast all-optical switches.