基光子晶体

基光子晶体（Photonic crystal），是一种具有光周期性纳米结构的晶体，其结构能够影响光子的行为，类似于半导体晶体对电子的影响。这些晶体分为一维、二维和三维三种形态。

物理特性

基光子晶体的设计原理是通过对光子的运动施加周期性影响，从而实现对光的操控。这种晶体通常由周期性分布的介电或金属-介电纳米结构构成，其中包含规律重复的高和低介电常数区域。光子能否穿过这种结构取决于其波长，特定波长的光会形成所谓的模式，而其他波长则无法穿透，形成基光子带隙。这一特性导致了一系列光学现象的发生，如禁止自发发射、全向高反射镜和低损耗波导等。

应用

基光子晶体作为一种能够控制和操纵光流的光学材料，具有广阔的应用前景。一维基光子晶体已经被广泛应用于透镜和镜子上的高反射膜，用于改变涂层和油墨的颜色。对于更高维度的基光子晶体的研究也非常活跃。二维基光子晶体已经开始进入商业应用阶段，其中包括周期性基光子晶体纤维被用作非线性器件和外来波长波导。尽管三维基光子晶体距离商业化尚远，但一旦解决了制造和技术难题，它们的独特性质可能会催生出新的光学器件概念，如光计算机。

参考资料

基光子晶体.微信公众平台.2024-11-20