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。     

光子晶体在光催化领域的研究进展

光子晶体是由具有不同介电常数的物质,在空间按照周期性排列形成具有光子带隙的介电结构材料.光子带隙中的慢光子和带隙反射可以促进光子的捕获和控制光与物质之间的相互作用.基于光子晶体独特的光学特性和较大的比表面积,将光子晶体结构引入到半导体光催化材料的设计中,可以有效地增强光催化反应活性.本文介绍了三维光子晶体的制备方法及慢光子效应,总结了光子晶体特别是反蛋白石结构的光子晶体作为光催化剂在废水净化、制氢、二氧化碳的转化等领域的研究进展,并针对光子晶体光催化剂面临的挑战,提出了开发具有不同折射率和周期性的多层三维光子晶体,促进光子晶体在光催化领域的应用.     

光子晶体及其制备方法研究进展

光子晶体是具有光子能带及能隙的一类新型材料，具有奇特的性质和广阔的应用前景。本文简述了光子晶体的主要特征，重点阐述了三维有序结构光子晶体的制作方法，并介绍了调节光子带隙的手段。     

光子晶体在光催化领域的研究进展

阐述了光子晶体在光催化领域中的应用进展,详细介绍了光子晶体作为光催化剂在废水处理及光解水制氢等领域的研究现状,并提出了光子晶体在该领域中未来改进的方向。     

光子晶体的研究进展

阐述了光子晶体理论研究方法。分别对一维、二维、三维光子晶体的研究进展进行介绍,并对光子晶体的应用前景给予了简短的评述。     

光子晶体传感器的研究进展

光子晶体是一类具有光子能带和带隙的新型光学材料,近年来已成为传感器技术领域的研究热点。光子晶体微腔、光子晶体波导、光子晶体光纤在传感器领域得到了广泛应用,而凝胶光子晶体、反蛋白石光子晶体、分子印迹光子晶体则实现了化学生物传感器的"裸眼检测技术"。重点分类介绍了一维、二维、三维光子晶体的制备及其在传感器领域的应用进展。     

光子晶体及其应用

主要介绍光子晶体的基本概念,光子晶体的晶体结构和能带结构方面的三种计算方法,并简单介绍光子晶体的应用。     

一维光子晶体的带隙特性研究

一维光子晶体是指介质只在一个方向呈周期性排列的材料。利用薄膜光学的特征矩阵法研究了一维光子晶体的禁带特性，分析了填充率变化、厚度的随机扰动对光子带隙的影响。结果表明，各能级的带隙率随填充率的变化而变化，并且存在一个极大值；厚度的随机扰动对光子带隙也有一定影响，但随机度不同，对光子带隙的影响也不一样。     

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.     

一维光子晶体的带隙特性研究

一维光子晶体是指介质只在一个方向成周期性排列的材料。利用薄膜光学的特征矩阵法研究了一维光子晶体的禁带特性,分析了填充率变化、厚度的随机扰动对光子带隙的影响。结果表明,随着填充率的变化,各能级的带隙率变化,并且存在一个极大值;厚度的随机扰动对光子带隙也有一定的影响,随机度不同,对光子带隙的影响也不一样。本研究对一维光子晶体的设计与制备有一定的参考价值。     

光子晶体--一种新型人工带隙材料

光子晶体是近十年来才发展起来的存在光子禁带的一种新型人工材料,具有操控光子行为的独特能力,在众多领域有着广泛的用途.介绍了光子晶体的结构特征,分析了光子带隙产生的物理机理,着重介绍了光子晶体材料中存在的新现象及其应用.     

光子晶体的能带结构、潜在应用和制备方法

光子晶体是指具有光子能带和能隙的一类新型材料,它具有奇特的调节光子传播状态的特性．本文将从光子晶体的能带结构、潜在应用和制备方法三方面对其进行综述性介绍．由于光子晶体有着非常广阔的应用前景,这一领域已成为当今世界范围内的研究热点．     

三维光子晶体及其制备技术研究进展

光子晶体是一种新概念人工结构功能材料,通过设计可以人为调控经典波的传榆.而三维光子晶体能产生全方向的完全禁带,具有更普遍的实用性.从结构、材料及应用探索3方面介绍了近几年来光学波段三维光子晶体的最新发展动向:以器件化为指导,逐步由简单媒质简单周期向复杂媒质复合周期结构方向发展,由胶体模板自组装等纯化学制备手段向物理化学方法相融合的多元技术扩展,其应用领域也由光电子器件、集成光路进一步拓展到光电对抗、光学探测、传感等.     

非晶光子晶体结构显色的研究进展

目的 综述国内外非晶光子晶体结构呈色的研究进展,为进一步研究非晶光子晶体在印刷颜料、光学防伪、功能性包装材料以及彩色显示器、传感器等领域的应用提供理论依据。方法 概括非晶光子晶体的概念、材料的选取与制备方法以及国内外的研究进展,分析该类材料在应用过程中存在的问题,并总结目前非晶光子晶体研究所面临的挑战和未来的发展方向。结论 非晶光子晶体具有非虹彩效应、各向同性、光局域化等特点,为包装印刷等相关领域的研究及应用提供了新思路、新方法,有望早日将这一绿色环保、经济高效型的材料实现规模化应用。     

光子晶体调制下的光电材料

光子带隙的存在不仅产生出一大批新型材料和器件,也能够提供一种特殊的物理环境-具有波长尺度的介电周期场.这种物理环境为各种光电材料中光物理过程和光电性质的调制提供一种新的可能性.本文综合分析了光子晶体调制下光功能材料的自发辐射、能量传递、太阳能电池的光电转换效率、光催化等几个方面研究现状及其应用.     

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。     

Photonic crystal-based RGB primary colour optical filter

Abstract

We have presented an RGB optical filter, based on photonic crystal (PhC) waveguides, with the hexagonal arrangement of GaP rods in air. It filters out the three primary colours of the visible range, red (R, λ = 648 nm), green (G, λ = 540 nm) and blue (B, λ = 470 nm). The plane wave expansion method is applied for estimating the dispersion curves and finite element method is utilized in examining the propagation characteristics of the designed PhC-based optical filter. Transmittance, extinction ratio and tolerance analysis have further been calculated to confirm the performance of the proposed optical filter to work in the visible range of optical spectrum and filter out the three primary colours (red, green, blue) along different output ports.     

CdS、Ag^+掺杂改性纳米TiO_2光催化降解有机物研究

在理论分析的基础上对纳米Ti02分别进行掺CdS和掺银改性实验研究。采用XRD和粒度分析技术对改性后的样品进行表征,并以掺杂CdS、Ag^＋纳米Ti02进行光催化降解甲基橙模拟实验。结果表明,掺杂CdS、Ag^＋纳米Ti02在可见光范围内降解有机物的效率有较大提高。