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光子晶体主要应用分析

2013-04-03 17:34
FlappyBird
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  OFweek光学网讯,由于光子晶体能够控制光在其中的传播,所以它的应用十分广泛。其主导思想就是利用光子禁带或禁带结构中的缺陷态来改变光子晶体中某种电磁态的密度,以制作全新原理或以前所不能制作的高性能器件。

  1.高性能反射镜

  由于频率落在光子带隙中的光子或电磁波不能在光子晶体中传播,因此选择没有吸收的介电材料制成的光子晶体可以反射从任何方向的入射光,反射率几乎为100%这与传统的金属反射镜完全不同。传统的金属反射镜在很大的频率范围内可以反射光,但在红外和光学波段有较大的吸收。这种光子晶体反射镜有许多实际用途,如制作新型的平面天线,普通的平面天线由于衬底的透射等原因,发射向空间的能量有很多损失,如果用光子晶体做衬底,由于电磁波不能在衬底中传播,能量几乎全部发射向空间,这是一种性能非常高的天线。

  2.光子晶体波导

  传统的微波波导是基于全反射及共振腔原理制作的,光学波导如光纤是基于全内反射原理制作的。光子晶体波导则是利用了缺陷态的导波效应。如前所述,完全周期结构的半导体光子晶体存在完全带隙,在周期结构中如果引入一线状缺陷,则会在带隙中引入缺陷模,它意味着在晶体的特定方向上,具有缺陷模频率的光能通过光子晶体,在别的方向上由于带隙的存在则是禁止的,这就形成了光子晶体波导。

  光子晶体波导的优良的弯曲效应具有重要的应用价值。在一般的光纤波导中,当波导拐弯时全内反射的条件不再有效,因此会漏掉部分光波能量,使传输效率降低。而光子晶体弯波导中,所利用的是不同方向缺陷模共振匹配原理。原则上只要达到模式匹配,不管拐多大弯,都能达到很高的传输效率。

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