光子晶體及其應(yīng)用

光子晶體

一、光子晶體簡(jiǎn)介二、光子晶體理論三、光子晶體應(yīng)用四、光子晶體展望人類材料史利用自然材料石器時(shí)代、銅器時(shí)代、鐵器時(shí)代...材料改性青銅、陶瓷、水泥…更深層次電學(xué)特性：金屬、半導(dǎo)體…磁學(xué)特性光學(xué)性質(zhì)光子比電子的優(yōu)點(diǎn)傳播速度更快攜帶更大信息更大的帶寬電子系統(tǒng)：105Hz光纖系統(tǒng):

1015Hz無(wú)光子-光子相互作用更小的能量損耗全光通訊二十一世紀(jì)：internetera光纖電子器件全光器件能否控制光子的流動(dòng)？一、光子晶體簡(jiǎn)介光子晶體（photoniccrystal）

是一種介電常數(shù)隨空間周期性變化的新型光學(xué)微結(jié)構(gòu)材料，其最根本的特征是具有光子禁帶。

Whatisphotoniccrystal?周期排列的人工微結(jié)構(gòu)材料光子晶體圖示構(gòu)成材料: 半導(dǎo)體、絕緣體、金屬材料等單元尺寸: 毫米、微米、亞微米《科學(xué)》1998Bestbets衰老、對(duì)付生化武器、光子晶體、吸熱池、哮喘治療、全球氣候走向

光子晶體概念的產(chǎn)生：

到1987年，E.Yablonovitch及S.John不約而同地指出：在介電系數(shù)呈周期性排列的三維介電材料中，電磁波經(jīng)介電函數(shù)散射后，某些波段的電磁波強(qiáng)度會(huì)因破壞性干涉而呈指數(shù)衰減，無(wú)法在系統(tǒng)內(nèi)傳遞，相當(dāng)于在頻譜上形成能隙，于是色散關(guān)系也具有帶狀結(jié)構(gòu)，此即所謂的光子能帶結(jié)構(gòu)(photonicbandstructures)。具有光子能帶結(jié)構(gòu)的介電物質(zhì)，就稱為光能隙系統(tǒng)(photonicband-gapsystem，簡(jiǎn)稱PBG系統(tǒng))，或簡(jiǎn)稱光子晶體(photoniccrystals)。光子晶體簡(jiǎn)介光子和電子都是波粒二象性的光子先認(rèn)識(shí)波動(dòng)性后認(rèn)識(shí)粒子性描寫麥克斯韋方程

電子先認(rèn)識(shí)粒子性后認(rèn)識(shí)波動(dòng)性描寫薛定諤方程薛定諤方程的解依賴于作用勢(shì)無(wú)作用勢(shì)→平面波函數(shù)→能級(jí)連續(xù)庫(kù)倫勢(shì)→氫原子波函數(shù)→能級(jí)分立固體中周期勢(shì)→布洛赫波函數(shù)→能帶麥克斯韋方程的解依賴于傳播介質(zhì)無(wú)限自由空間→平面波→頻率連續(xù)波導(dǎo)管→TE/TM型波→截止頻率介電常數(shù)周期結(jié)構(gòu)→？→能帶？光子電子服從方程麥克斯韋（Maxwell）方程薛定諤方程對(duì)應(yīng)波矢量波標(biāo)量波自旋自旋為1的玻色子自旋為1/2的費(fèi)米子相互作用沒(méi)有很強(qiáng)

固體物理中的許多其它概念也可以用在光子晶體中，不過(guò)需要指出的是光子晶體與常規(guī)的晶體雖然有相同的地方，也有本質(zhì)的不同，如右圖性質(zhì)電子晶體光子晶體聲子晶體結(jié)構(gòu)結(jié)晶體(自然或生長(zhǎng)的)由兩種(或以上)介電材料構(gòu)成的周期性結(jié)構(gòu)由兩種(或以上)彈性材料構(gòu)成的周期性結(jié)構(gòu)調(diào)控對(duì)象電子的輸運(yùn)行為費(fèi)米子電磁波的傳播玻色子機(jī)械波的傳播玻色子參量普適常數(shù)原子數(shù)各組元的介電常數(shù)各組元的質(zhì)量密度，聲波波度晶格常數(shù)1-5?1m-1cm1mm-1m尺度原子尺度電磁波波長(zhǎng)聲波波長(zhǎng)波德布羅意波(電子)電磁波(光子)機(jī)械波(聲波)偏振自旋，橫波橫波與縱波的耦合波動(dòng)方程薛定諤方程麥克斯韋方程彈性波波動(dòng)方程特征電子禁帶，缺陷態(tài)，表面態(tài)光子禁帶，局域模式，表面態(tài)聲子禁帶，局域模式，表面態(tài)光子晶體簡(jiǎn)介自然界中的光子晶體：光子晶體雖然是個(gè)新名詞，但自然界中早已存在擁有這種性質(zhì)的物質(zhì)。

盛產(chǎn)于澳洲的寶石蛋白石(opal)。蛋白石是由二氧化硅納米球(nano-sphere)沉積形成的礦物，其色彩繽紛的外觀與色素?zé)o關(guān)，而是因?yàn)樗鼛缀谓Y(jié)構(gòu)上的周期性使它具有光子能帶結(jié)構(gòu)，隨著能隙位置不同，反射光的顏色也跟著變化；換言之，是光能隙在玩變色把戲。在生物界中，也不乏光子晶體的蹤影。以花間飛舞的蝴蝶為例，其翅膀上的斑斕色彩，其實(shí)是鱗粉上排列整齊的次微米結(jié)構(gòu)，選擇性反射日光的結(jié)果.

翅膀鱗粉具有光子晶體結(jié)構(gòu)的蝴蝶bluegreenyellowbrown2003年ANDREWR.PARKER等發(fā)現(xiàn)一種澳洲昆士蘭的東北部森林的甲蟲（Pachyrhynchusargus），它的外殼分布有和蛋白石一樣的光子晶體結(jié)構(gòu)類似物，其具有從任何方向都可見(jiàn)的金屬色澤。

這種棲息于大陸棚上﹐有著刺毛的低等海生無(wú)脊椎動(dòng)物`海毛蟲(seamouse)`具有引人矚目的虹彩。此種海毛蟲的刺毛是由為數(shù)眾多之六角圓柱體層層疊積形成的結(jié)晶狀構(gòu)造物,其具有與光子晶體光纖(photoniccrystalfiber)--一樣的物理屬性。這種刺毛亦能捕捉光線且僅反射某些波長(zhǎng)的色光﹐而發(fā)出鮮明色彩第一個(gè)功敗垂成的三維光子晶體

遺憾的是，理論學(xué)家稍后指出，上述系統(tǒng)因?qū)ΨQ性(symmetry)之故，在W和U兩個(gè)方向上并非真正沒(méi)有能態(tài)存在，只是該頻率范圍內(nèi)的能態(tài)數(shù)目相對(duì)較少，因此只具有虛能隙(pseudogap)

1989年，Yablonovitch及Gmitter首次嘗試在實(shí)驗(yàn)上證明三維光子能帶結(jié)構(gòu)的存在。實(shí)驗(yàn)中采用的周期性介電系統(tǒng)是Al2O3塊材中，按照面心立方(face-centeredcubic,fcc)的排列方式鉆了將近八千個(gè)球狀空洞，如此形成一個(gè)人造的巨觀晶體。三氧化二鋁和空氣的介電常數(shù)分別為12.5和1.0，面心立方體的晶格常數(shù)是1.27。根據(jù)實(shí)驗(yàn)量得的透射頻譜，所對(duì)應(yīng)的三維能帶結(jié)構(gòu)右圖所示：

最初光子晶體的人工制備：光子晶體簡(jiǎn)介光子晶體簡(jiǎn)介

兩年之后，Yablonovitch等人卷土重來(lái)，這回他們調(diào)整制作方式，在塊材上沿三個(gè)夾120度角的軸鉆洞，如此得到的fcc晶格含有非球形的“原子”(如右圖)，終于打破了對(duì)稱的束縛，在微波波段獲得真正的絕對(duì)能隙，證實(shí)該系統(tǒng)為一個(gè)光子絕緣體(photonicinsulator)。第一個(gè)具有絕對(duì)能隙的光子晶體，及其經(jīng)過(guò)特別設(shè)計(jì)的制作方式三.光子晶體制備1.一維光子晶體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作簡(jiǎn)便，制備方法有真空鍍膜技術(shù)、溶膠－凝膠技術(shù)、MOCVD、分子束外延等2.二維光子晶體主要結(jié)構(gòu)有周期性排列的介質(zhì)棒陣列和打孔的薄膜結(jié)構(gòu)。排列方式一般為四邊形和三角形點(diǎn)陣，通過(guò)調(diào)節(jié)棒或孔的直徑以及間距大小，可以實(shí)現(xiàn)不同頻率與帶寬的光子禁帶。一般采用激光刻蝕、電子束刻蝕和外延生長(zhǎng)法等制造二維光子晶體(a)介質(zhì)棒陣列(b)打孔的薄膜結(jié)構(gòu)3.三維光子晶體制備精密機(jī)械加工法:Yablonovich等用打孔的方法在基體表面每一點(diǎn)沿著相差120度的方向往里打孔,在基底材料里留下了近橢球圓柱形結(jié)構(gòu)組成的面心立方光子晶體.

只能用于加工微波波段的光子晶體,對(duì)于更短波長(zhǎng)的光子晶體,顯得無(wú)能為力半導(dǎo)體制造技術(shù)的方法:將電子束蝕刻,反應(yīng)離子束蝕刻,化學(xué)氣相淀積等技術(shù)運(yùn)用于堆積式的光子晶體制造.

S.Y.Linetal.,Nature394,251(1998)(1)利用電子束,激光束等在Si基上進(jìn)行蝕刻,留出一系列彼此平行的Si棒;(2)再用水解等方法將Si棒之間的區(qū)域用SiO2進(jìn)行填充,并進(jìn)行表面機(jī)械拋光;(3)然后再用多晶Si沉積的方法在(2)中所得的層上鋪一層Si,以便蝕刻與(2)中Si棒向垂直的第二層Si棒(4)重復(fù)以上步驟以制得所需的層數(shù),然后再用酸將SiO2清洗掉,即得三維周期性結(jié)構(gòu)電磁波可表示為：分別為角頻率和波數(shù)，它們與周期T和波長(zhǎng)的關(guān)系為：二、光子晶體理論波的傳播速度（相速）為：

對(duì)于非均勻介質(zhì)，尤其是其介電常數(shù)是周期性變化時(shí)，有比較電子和光子（在晶體中）的定態(tài)波動(dòng)方程，可以看出兩式得相似之處：光子晶體中的光子能帶不同于半導(dǎo)體中的電子能帶國(guó)際上激烈競(jìng)爭(zhēng)基于光子晶體的光子集成線路計(jì)劃基于蛋白石結(jié)構(gòu)的光子晶體波長(zhǎng)尺度的通訊用光子部件超快光子學(xué)計(jì)劃重組天線計(jì)劃可調(diào)光子晶體計(jì)劃毫米和亞毫米波段的集成天線技術(shù)日美歐四、光子晶體應(yīng)用1.微波領(lǐng)域中的應(yīng)用

2.電子計(jì)算機(jī)技術(shù)中的應(yīng)用

3.光電元件中的應(yīng)用

4.其他方面應(yīng)用微波領(lǐng)域中的應(yīng)用—天線

普通天線

傳統(tǒng)的微波天線制備方法是將天線直接制備在介質(zhì)基底上，導(dǎo)致大量的能量被天線基底所吸收，效率很低。一般用GaAs（鈣、砷）介質(zhì)作基底的天線，98%的能量損耗在基底中，只有2％的能量被發(fā)射出去

光子晶體天線

針對(duì)某微波頻段可設(shè)計(jì)出需要的光子晶體，并讓該光子晶體作為天線的基片。因?yàn)榇宋⒉úǘ温湓诠庾泳w的禁帶中，因此基底不會(huì)吸收微波，這就實(shí)現(xiàn)了無(wú)損耗全反射，把能量全部發(fā)射到空中。第一個(gè)光子晶體基底的偶極平面微波天線1993年在美國(guó)研制成功Brownetal.,J.Opt.Soc.Am.B10,404(1993)微波波段光子晶體－1993年，美國(guó)研制反射率接近１００％的光子晶體偶極子天線；－1996-1999年，光子晶體微帶貼片天線，抑制諧振模式，消除表面波影響，提高天線效率；－1999年，Conexant國(guó)際公司研制成功光子晶體人體防護(hù)天線。－1996-1999年，光子晶體微帶傳輸線，寬帶放大器，濾波器等．

微波領(lǐng)域中的應(yīng)用—手機(jī)的輻射防護(hù)

手機(jī)的危害手機(jī)是一個(gè)小型的、但能量極強(qiáng)的電磁波發(fā)生器，其工作頻率890MHz到965MHz，輻射出的電磁波對(duì)人體細(xì)胞具有極強(qiáng)的致畸作用。手機(jī)在使用過(guò)程中，這種電磁波始終圍繞著人的頭部。長(zhǎng)期、高頻率使用手機(jī)，會(huì)造成正常腦的支持細(xì)胞——膠質(zhì)細(xì)胞DNA分子鏈的電離損害，導(dǎo)致DNA堿基分子鏈的斷裂，引起細(xì)胞的癌變

利用光子晶體可以抑制某種頻率的微波傳播的原理，可以在手機(jī)的天線部位制造維播放護(hù)罩，從而避免對(duì)人體有害的微波輻射直接照射手機(jī)用戶的頭部。這種技術(shù)目前還沒(méi)有成熟，但是至少有一個(gè)美好的前景。電子計(jì)算機(jī)技術(shù)中的應(yīng)用--CPU

自從1970年以來(lái)，可以被放置到微電子芯片的電子元件數(shù)量以18月翻一番的速度增長(zhǎng)，然而即使這種被成為摩爾定律的趨勢(shì)可以在以后的幾年內(nèi)必將逐漸的走向平緩，直至目前的極限。

要提高CPU速度，也就是縮短CPU完成指令的時(shí)間，就必須減少電信號(hào)在各個(gè)元件的延遲時(shí)間。減小元件體積，縮短它們之間的距離。但是元件縮小到一定程度后就很難再有大的突，而且其電子元件的發(fā)熱量將十分驚人，很有可能因?yàn)檫^(guò)熱而產(chǎn)生電子漂移現(xiàn)象，導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定甚至崩潰。目前所遇的困難

假若用光線來(lái)代替電子傳遞信號(hào)，則可以讓生產(chǎn)百億Hz（1012Hz）的個(gè)人電腦成為可能。這種高速的處理器可以用“光子晶體”（quasicrystal）的物質(zhì)所產(chǎn)生的光成分實(shí)現(xiàn)。這些材料均具有高度的周期性結(jié)構(gòu)，這種周期性可以用來(lái)控制和操縱光波的產(chǎn)生和傳播。目前人們是依靠電子來(lái)實(shí)現(xiàn)微電子技術(shù)革命，今后則將依靠光子來(lái)繼續(xù)這場(chǎng)革命，這就需要能捕獲和控制光傳播方式的光子晶體之類的新材料。而光子晶體正是可以勝任這種工作的材料解決方法整合各種光子晶體相關(guān)結(jié)構(gòu)所設(shè)計(jì)的集成光路之想象圖電子計(jì)算機(jī)技術(shù)中的應(yīng)用--CPU電子計(jì)算機(jī)技術(shù)中的應(yīng)用--光纖

不同波長(zhǎng)的光穿過(guò)光纖纖芯的速度也不同?？紤]長(zhǎng)距傳輸時(shí)，在信號(hào)中就將出現(xiàn)時(shí)間延遲，所以信號(hào)就需要在不同的波長(zhǎng)編碼。光纖纖芯越粗延遲越厲害，通過(guò)這樣的纖維的一個(gè)光脈沖變寬，必將限制能精確接收的數(shù)據(jù)率。傳統(tǒng)光纖的缺點(diǎn)

解決的方法還有一種就是采用單模光纖，即盡量減少光纖纖芯的直徑，從而可以只允許一個(gè)模式的光路通過(guò)，從而避免上述問(wèn)題。但同時(shí)成本將大大提高。光子晶體光纖

光子晶體帶隙保證了能量基本無(wú)損失，而且不會(huì)出現(xiàn)延遲等現(xiàn)象。英國(guó)Bath大學(xué)的研究人員用二維光子晶體成功制成新型光纖：由幾百個(gè)傳統(tǒng)的氧化硅棒和氧化硅毛細(xì)管依次綁在一起組成六角陣列，然后燒結(jié)從而形成蜂窩結(jié)構(gòu)亞微米空氣孔。引入額外空氣孔做為導(dǎo)光通道，可導(dǎo)波的范圍很大，從而增加數(shù)據(jù)傳輸量。如圖是目前英國(guó)斯溫頓Bath大學(xué)的實(shí)驗(yàn)性光子晶體光纖實(shí)物圖和傳輸效果圖。返回光子晶體光纖(a)普通光纖,(b)-(c)光子晶體光纖利用包層對(duì)一定波長(zhǎng)的光形成光子能隙，光波只能在芯層形成的缺陷中存在和傳播。能量傳輸基本無(wú)損失，也不會(huì)出現(xiàn)延遲等影響數(shù)據(jù)傳輸率的現(xiàn)象。光子晶體制成的光纖具有極寬的傳輸頻帶，可全波段傳輸。傳統(tǒng)激光器的缺點(diǎn)發(fā)射波長(zhǎng)的變化會(huì)改變傳輸損耗耦合效率不高輻射角比較大

隨功率的增加線寬趨于飽和，并重新展寬光電元件中的應(yīng)用--低閾值激光發(fā)射器光電元件中的應(yīng)用--低閾值激光發(fā)射器

但如果在一塊三維光子晶體的光子禁帶中引入缺陷，然后在其中放置工作物質(zhì)，缺陷態(tài)將構(gòu)成一個(gè)波導(dǎo)，激光發(fā)出的方向?qū)⒀卮朔较?，同樣自發(fā)輻射也只能沿此方向，即自發(fā)輻射與激光出射方向角幾乎為零。這樣幾乎所有的自發(fā)輻射都用來(lái)激發(fā)已實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)分布的激活介質(zhì)而無(wú)其他損失。泵浦的能量幾乎全部用來(lái)產(chǎn)生激光，這使激光器閾值降低，并且提高了能量轉(zhuǎn)換效率。這種激光器體積小、閾值低，功率高、易于光纖耦合，且可在小區(qū)域密集分布的。出現(xiàn)在能隙中的缺陷態(tài)光電元件中的應(yīng)用--低閾值激光發(fā)射器光子晶體激光器頂部和剖面示意圖

1999年，美國(guó)加州理工學(xué)院謝勒(A．Scherer)領(lǐng)導(dǎo)的研究組首次報(bào)道了可在室溫下工作且運(yùn)轉(zhuǎn)在1550納米的光子晶體激光器。光電元件中的應(yīng)用—光子晶體波導(dǎo)

傳統(tǒng)的微波波導(dǎo)是基于全反射及共振腔原理制作的，光學(xué)波導(dǎo)如光纖是基于全內(nèi)反射原理制作的。光子晶體波導(dǎo)則是利用了缺陷態(tài)的導(dǎo)波效應(yīng)。完全周期結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體光子晶體存在完全帶隙。在周期結(jié)構(gòu)中如果引入一線狀缺陷，則會(huì)在帶隙中引入缺陷模，它意味著在晶體的特定方向上，具有缺陷模頻率的光能通過(guò)光子晶體，在別的方向上由于帶隙的存在則是禁戒的，這就形成了光子晶體波導(dǎo)。

在一般的光纖波導(dǎo)中，當(dāng)波導(dǎo)拐彎時(shí)全內(nèi)反射的條件不再有效，因此會(huì)漏掉部分光波能量，使傳輸效率降低。而光子晶體彎波導(dǎo)中，所利用的是不同方向缺陷模共振匹配原理。原則上只要達(dá)到模式匹配，不管拐多大彎，都能達(dá)到很高的傳輸效率。上圖為光子晶體波導(dǎo)的低損耗傳輸示意圖。彎曲效應(yīng)在全光集成系統(tǒng)中很有應(yīng)用價(jià)值。

光子晶體波導(dǎo)的低損耗傳輸示意圖在波導(dǎo)中的應(yīng)用平面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)——光子晶體結(jié)構(gòu)+全內(nèi)反射目的：避免在垂直方向光泄漏(a)(b)(c)光電元件中的應(yīng)用—光子晶體濾波器光子晶體窄帶濾波原理

光子晶體有光子頻率禁帶，頻率在禁帶區(qū)內(nèi)光子是不能在光子晶體中存在的。因此，一塊光子晶體就是一個(gè)自然的理想帶阻濾波器(右圖)。利用光子晶體的帶隙特點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)光波優(yōu)良的濾波性能。光子晶體的濾波帶寬可以做得很大，目前能實(shí)現(xiàn)從低頻(幾乎為0Hz)直到紅外的寬帶濾波。這種大范圍的濾波作用利用傳統(tǒng)的濾波器是難以實(shí)現(xiàn)的。channeldrop光子晶體濾波器

光通信中的一個(gè)重要部件就是channeldrop濾波器。這種結(jié)構(gòu)是通過(guò)在一塊具有二維的光子晶體平板中引入單點(diǎn)缺陷來(lái)實(shí)現(xiàn)的。頻率為的光可以被分離出來(lái)，轉(zhuǎn)移到其他的波導(dǎo)中，而其他頻率的光將不會(huì)受任何影響。

光子晶體有很多傳統(tǒng)的光濾波器不具備的特和優(yōu)點(diǎn)。它的濾波性能遠(yuǎn)優(yōu)于普通的光濾波片，其阻帶區(qū)對(duì)透過(guò)光的抑制可以容易地達(dá)到30dB以下，而且光子晶體濾波器的帶阻邊沿的陡峭度可以容易做到接近于90度。另外，光子晶體對(duì)通過(guò)波段的光波損耗非常小。光電元件中的應(yīng)用—光子晶體濾波器光子晶體發(fā)光二極管

一般的發(fā)光二極管發(fā)光中心發(fā)出的光經(jīng)過(guò)周圍介質(zhì)的無(wú)數(shù)次的反射，大部分光不能有效地耦合出去，二極管的光輻射效率很低。如果將發(fā)光二極管的發(fā)光中心置入一塊特制的光子晶體中，并使得該發(fā)光中心的自發(fā)輻射頻率與該光子晶體的光子禁帶重合，則發(fā)光中心發(fā)出的光不會(huì)進(jìn)入包圍它的光子晶體中，而只能沿著特定設(shè)計(jì)的方向輻射并傳導(dǎo)出去。實(shí)驗(yàn)表明，采用光子晶體后，發(fā)光二極管的效率會(huì)從目前的10左右提高到90以上。

光子晶體LED左邊是傳統(tǒng)的LED結(jié)構(gòu)，可以看到它的全反射，現(xiàn)有的LED臨界度是比較小的，相對(duì)的，光子晶體藍(lán)色LED所設(shè)計(jì)出來(lái)的LED，由于衍射的關(guān)系，可以修正光的角度，修正后的光可以可進(jìn)入臨界角投射到外面，改善過(guò)去LED的光會(huì)全部反射的問(wèn)題。

日本松下電器第一個(gè)將光子晶體運(yùn)用導(dǎo)入藍(lán)色LED在光子晶體的表面都覆上了一整面的透明電極，這樣一個(gè)獨(dú)特設(shè)計(jì)，使得大面積的發(fā)光能夠具體實(shí)現(xiàn)。光子晶體LED的效率比一般的LED高出50％。(a)topxiewofPhCblueLED(b)Cross-sectionviewof2-DPhC光電元件中的應(yīng)用—光子晶體諧振腔

微諧振腔的制作對(duì)光集成有著重要的意義，近年來(lái)受到了廣泛的關(guān)注。但由于其尺寸特別小，用傳統(tǒng)的諧振腔制作方法來(lái)制造微諧振腔是相當(dāng)困難的。而且在光波波段，傳統(tǒng)的金屬諧振腔的損耗相當(dāng)大，品質(zhì)因數(shù)值很小。而利用已有的光子晶體加工這種微腔很容易實(shí)現(xiàn)，且其品質(zhì)因數(shù)可以做得很高。在光子晶體中設(shè)計(jì)制作一個(gè)點(diǎn)缺陷，這個(gè)點(diǎn)缺陷所對(duì)應(yīng)的角頻率處就會(huì)出現(xiàn)很大的模密度，隨模密度的不斷增加，自發(fā)輻射將顯著增加，這樣就能實(shí)現(xiàn)品質(zhì)因數(shù)很高的諧振腔。而這是采用其它材料制作的諧振腔所無(wú)法達(dá)到的。兩種微腔結(jié)構(gòu)的掃描電子顯微圖像光電元件中的應(yīng)用—高性能反射鏡

利用光子晶體光子禁帶的特性可以制造高品質(zhì)的反射鏡。在短波長(zhǎng)區(qū)域，金屬對(duì)光波的吸收損耗很大，而介質(zhì)則對(duì)光波的吸收損耗非常小，因此用介質(zhì)材料制成的光子晶體反射鏡具有極小的損耗。

另外，由于金屬的趨膚效率，金屬吸收的光集中于極薄的表層內(nèi)，表層溫度變得很高，容易造成金