光子晶体的研究进展

光子晶体是一种新型功能材料，其最基本的特征是具有光子频率带隙，频率落在带隙内的电磁波被禁止在光子晶体中传播。文章介绍了光子晶体的基本性质和制备方法，以及结构无序对光子晶体带隙产生的影响，并对光子晶体的应用前景给予了简短的评述。     

液晶光子晶体可调自准直特性研究

液晶材料光子晶体由于具有可调谐性而得到了广泛的研究,但目前的研究主要集中在可调的光子带隙特性上。详细研究了液晶光子晶体的可调自准直特性。使用平面波展开法分析了液晶旋转角对光子晶体自准直频率的影响,并使用时域有限差分法对光在液晶光子晶体中的传输进行了仿真。结果表明,通过控制液晶旋转角,可以对光子晶体自准直频率进行调节,从而满足不同频率自准直的需要。     

光子晶体的研究进展

人类对半导体材料电性能的认识,催生了对电子运动的控制,将人类带入了计算机和信息社会．对合金和陶瓷的电气性能的研究,发现了高温超导现象．基于相同的目的,人类在材料光学性能的研究中,提出了相似的问题：材料的自发辐射是否可以控制？从而催生了光子晶体的概念．光子晶体是二种或二种以上介质的周期排列所构成的人造晶体．由于材料介电参量的周期调制,光子在其中的运动类似于电子在周期性势阱中的运动,因而可能存在光子带隙．当光子的频率在光子带隙内时,处于光子晶体内的原子、分子的辐射和相互作用特性都发生了根本的变化．这…     

1维等离子体光子晶体截止频率的研究

为了研究1维等离子体光子晶体的截止频率随介质材料的介电常数、等离子体频率、等离子体与介质材料厚度的比例系数以及入射角度的变化关系,采用传输矩阵方法,分析了1维等离子体光子晶体的色散关系,给出了截止频率的变化规律。结果表明,等离子体光子晶体不能完全截止任何小于等离子体频率的电磁波;随着入射角度的增加,截止频率逐渐趋向于等离子体频率;通过调节以上各参量,可实现等离子体光子晶体的可调谐功能。这与单纯等离子体截止频率相比,具有其鲜明特点。     

光子晶体与光子晶体光纤

光子晶体是20世纪80年代末提出的新概念和新材料，经过十多年的发展，已取得很大进展。光子晶体由于其优越性而具有极好的应用前景，不仅可使光通信领域产生新的变革，同时将对光电子领域及其相关产业产生巨大的影响。介绍了光子晶体及根据其原理开发的光子晶体光纤。     

层状复合介质柱体二维光子晶体透射谱研究

提出层状复合材料柱体构成二维光子晶体的设想，用时域有限差分方法数值研究多层复合介质材料在折射率、厚度、层数、组成次序等因素对组成二维光子晶体透射特性的影响。数值结果表明透射谱中出现禁带宽度、中心频率所处位置都比单一介质组成二维光子晶体有差别，特别是在多层环柱时变化更明显，因此在实际应用中可具体根据要求设计二维光子晶体比单一介质设计时有更多的可调因素，从而为二维光子晶体的应用提供更多的理论依据。     

晶体光子带隙已接近现实

荷兰研究人员最近在由二氧化钛（Ｔｉ２Ｏ２）中的空气球构成的光子晶体内实现了已很接近光子带隙的特性。从事这项研究的阿姆斯特丹大学的Ｗ．Ｌ．Ｖｏｓ等人说：“虽然这种晶体尚未显示真正光子带隙,但它已非常接近。”,他说,“我们的主要努力就是要实现这个目标。”该组把光子晶体定义为“具有光波长级晶格间距（约５００ｎｍ）和可导致布拉格反射的三维电介质复合物”。这种晶体还必须产生光子带隙（也就是由于多次布拉格反射而不传播光的频率范围）,带隙可以产生诸如自发发射抑制或光子定位之类的有用光学特性。这种新晶体满足材料…     

基于正折射率材料的一维负折射率光子晶体

对一维光子晶体折射现象的研究大都基于等效折射率, 并没有考虑入射光波经过光子晶体后的光强。通过研究一维光子晶体的折射现象, 考虑入射光波经过光子晶体后的强度也是很有必要的。用传输矩阵法和 Bloch定理分析了两种正常材料构成的一维光子晶体, 当两种材料的介电常数比和填充比分别为 1.33和 0.31, 用归一化频率为 0.655的光波以 18毅角斜入射该光子晶体时, 结果显示：光波发生了负折射, 并且透过率大于 20%。     

可聚焦微波的光子晶体平凹透镜

美国Northeastern大学成功制作了一种新型光子晶体平凹透镜，并证实了这种“左旋材料”特性的理论预测．在2004年，该大学已研制成功光子晶体平面透镜，并进行了成像演示．目前，在此基础之上叉研制出可聚焦微波的光子晶体平凹透镜。     

二维空气环型光子晶体的负折射现象

采用平面波展开法和时域有限差分法研究了二维空气环型光子晶体的负折射现象。通过平面波法计算了三角晶格空气环型光子晶体的能带结构和等频曲线分布, 通过等频曲线的分析得到了光子晶体有效折射率与光波归一化频率之间的关系, 并模拟了光波在有效折射率为 -1的平板和楔形结构光子晶体中的负折射传输过程。模拟结果表明, 优化设计的空气环型光子晶体可以实现较为理想的负折射现象, 且特定频率光波实现负折射对结构参数的要求较低, 有效的降低了实验室制作光子晶体负折射材料对结构参数的苛刻要求。在实验室采用X光刻蚀方法制作空气环型光子晶体能够节省大量的刻蚀时间, 进而降低光子晶体的制作成本。     

蜂巢晶格光子晶体带隙特性研究

为了得到蜂巢晶格光子晶体带隙特性,本文基于电磁传播规律的时域有限差分法,数值模拟得到不同半导体材料构成蜂巢晶格二维光子晶体对应的第一带隙宽度,结果显示随着介电常数的增加,模拟得到第一带隙上下边界频率向低频方向移动,带隙宽度逐渐增加,对于高介电常数的PbS、PbSe和PbTe构成蜂巢晶格二维光子晶体情况反之。研究结论为不同材料构成光子晶体材料的特性提供依据。     

正负折射率交替结构光子晶体能带的色散研究

为了研究正负折射率交替结构光子晶体的能带,利用光子晶体的色散关系,计算了正负折射率交替结构光子晶体的能带随入射角、随折射率、随光学厚度的变化特征。得出:其禁带非常宽,允许带非常窄,禁带的中心频率和宽度对入射角的变化不敏感。正折射率材料的折射率变化对禁带的中心频率和宽度影响也很小,正折射率材料选用不同折射率的介质都能得到频率宽度很大的禁带。能带的这些特征对设计宽频率的全方位反射器很有价值。     

光子晶体在光通信领域中的应用

光子晶体技术和先子技术是一门新兴的技术，近年来，越来越受到世界各国的重视。本文主要介绍光子晶体的基本概念，光子晶体材料制造，光子晶体在先通信领域中的应用及未来展望。     

Ⅲ-Ⅴ族半导体材料组成光子晶体能态密度特性

基于平面波展开法,以Ⅲ-Ⅴ族半导体材料AIP、AIAs、AISb和GaP构成二维方形格子光子晶体,并对其光子晶体能态密度特性进行了数值模拟。结果表明,Ⅲ-Ⅴ族半导体材料构成二维方形格子光子晶体具有较好的光子带隙,形成的最大带隙随介电常数差值的增大而增大,f=0.2a时归一化频率达到最大光子带隙,AISb具有较宽的光子禁带。该研究结果为光子晶体器件的研究提供理论依据。     

光子晶体及其在光通信领域中的应用

光子晶体技术和光子技术是一门新兴的技术，近年来，越来越受到世界各国的重视．本文主要介绍光子晶体的基本概念，光子晶体材料制造，光子晶体在光通信领域中的应用及未来展望。     

基于掺杂电光材料一维光子晶体的光开关

设计了新型的光开关器件,该器件建立在掺杂电光材料的一维光子晶体上.运用传输矩阵法研究掺杂电光材料的一维光子晶体的传输特性.结果发现对特定缺陷模频率的光波,可以通过加在掺杂电光材料的电场来控制光信号的通断.当外加交变电场时,一维光子晶体周期性地输出脉冲.输出脉冲的间隔周期是外加电场的一半.     

用于波分复用的光子晶体滤波器

本文从光子晶体的光子频率禁带特性出发，提出了用2个或以上的均匀周期结构光子晶体叠加在一起，形成叠层结构光子晶体，以获得窄带滤波特性的设想；利用光学传输矩阵法对这种结构进行了数值计算，结果证实了构思的正确性；设计了信道间隔为8nm的8信道波分复用（WDM）和信道间隔0.8nm的8信道密集波分复用（DWDM）光子晶体滤波器。     

一维光子晶体滤波器的研究进展

光子晶体最显著的特点是抑制某些频率电磁波,产生光子禁带,实现对光子的优良滤波性能.在此介绍了目前一维光子晶体滤波器的基本理论、实验进展以及一维光子晶体滤波器的主要应用类型.     

波分复用各向异性光子晶体滤波器

从光子晶体的光子频率禁带特性出发，提出了用两个或两个以上的各向异性周期结构光子晶体叠加在一起，形成叠层结构光子晶体，以获得窄带滤波特性的设想；利用光学传输矩阵法研究了这种结构的光子晶体，分析了在不同入射角和折射率条件下，该周期结构的透射和偏振的光学特性。分析表明，各向异性光子晶体在折射率比值较大或与高折射率各向同性介质结合使用，可以获得较窄的通带，从而实现滤波。数值模拟的结果也证实了上述构思的正确性。     

Ⅲ-Ⅴ族半导体材料组成光子晶体能态密度特性

应用平面波展开法研究Ⅲ-Ⅴ族半导体材料组成光子晶体能态密度特性,得到填充率f随品格半径a之间的变化对应的能态密度分布,当f=0．2a时归一化频率存在最大光子带隙。通过比较化合物半导体材料为AIP、AJAs、AISb和GaP构成二维方形光子晶体得出GaP有较宽的光子禁带,随着填充率的增加光子晶体带隙增加。研究结果为光子晶体器件的研究提供理论依据。