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光子晶体定义及发展历程

2013-04-03 17:26
flinay
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  OFweek光学网讯,光子晶体(photonic crystals,简称PC)是指折射率在空间周期性变化的介电结构,其变化周期和光的波长为同一个数量级。光子晶体也称为光子带隙材料,也有人把它叫做电磁晶体。

  光子晶体的概念最早由E.Yabnolovitch和S.John分别提出。1987年Yabnolovitch在讨论如何抑制白发辐射时提出了光子晶体这一新概念。几乎同时John在研究光子局域特性时也独立提出。他们指出,如果将不同介电常数的介质材料组成周期结构,比如在较高折射率材料中的某些位置周期性地引入低折射率材料,光波受到介质周期势场的影响而具有能带。这种能带结构叫做光子能带(Photonic band);光子能带之间可能出现带隙,即光子带隙(Photonic bandgap—PBG)。可以产生光子带隙的周期性电介质则称为光子晶体(Photonic crystal),或叫做光子带隙材料(Photonic bandgap materials)。能量与光子带隙相同的光子被禁止在该种带隙材料中传播。

  光子晶体光纤(Photonic crystal fibers,PCF)的概念最早由Russell等人于1992年提出,它是在石英光纤中沿轴向均匀排列着气孔,从光纤端面看,存在着周期性的二维结构,如果其中一个气孔遭到破坏和缺失,则会出现缺陷,光能够在缺陷内传播。由于PCF是由其中周期性排列气孔的单一石英玻璃材料构成,所以又称为多孔光纤(HF,Holey Fiber)或微结构光纤(MOF,MicrostStructure 0ptical Fiber)。PCF气孔的排列和大小有很大的控制余地,可以根据需要来设计PCF的光传输特性。

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