光子晶體 - AvtoTachki

光子晶體是一種現代材料，由具有高折射率和低折射率的基本單元交替組成，其尺寸與給定光譜範圍內的光的波長相當。聲子晶體用於光電子學。例如，假設使用光子晶體將允許。控制光波的傳播，將為創建光子集成電路和光學系統以及具有巨大帶寬（Pbps 數量級）的電信網絡創造機會。

這種材料對光路的影響類似於光柵對半導體晶體中電子運動的影響。因此得名“光子晶體”。光子晶體的結構阻止特定波長范圍內的光波在其內部傳播。然後就是所謂的光子間隙。 1987 年，美國兩個研究中心同時提出了製造光子晶體的概念。

新澤西州貝爾通信研究中心的 Eli Jablonovich 致力於光子晶體管材料的研究。就在那時，他創造了“光子帶隙”一詞。與此同時，普里斯頓大學的薩吉夫·約翰在致力於提高電信中使用的激光器的效率時，也發現了同樣的差距。 1991年，Eli Yablonovich收到了第一個光子晶體。 1997年，開發了一種獲得晶體的質量法。

天然存在的三維光子晶體的一個例子是蛋白石，它是大閃蝶屬蝴蝶翅膀的光子層的一個例子。然而，光子晶體通常是在實驗室中用矽人工製造的，矽也是多孔的。根據其結構，可分為一維、二維和三維。最簡單的結構是一維結構。一維光子晶體是眾所周知且長期使用的介電層，其特徵在於反射係數取決於入射光的波長。事實上，這是一個布拉格鏡，由許多具有交替高折射率和低折射率的層組成。布拉格鏡的工作原理類似於常規的低通濾波器，一些頻率被反射，而另一些頻率則通過。如果將布拉格鏡捲成管狀，就會得到二維結構。

人工製造的二維光子晶體的例子是光子光纖和光子層，經過多次修改後，它們可用於在比傳統集成光學系統小得多的距離處改變光信號的方向。目前有兩種光子晶體建模方法。

第一 – PWM（平面波法）是指一維和二維結構，包括理論方程的計算，包括布洛赫方程、法拉第方程、麥克斯韋方程。第二光纖結構建模方法是 FDTD（時域有限差分）方法，該方法包括求解電場和磁場與時間相關的麥克斯韋方程組。這使得人們能夠對給定晶體結構中電磁波的傳播進行數值實驗。未來，這應該使得獲得尺寸與用於控制光的微電子設備相當的光子系統成為可能。

光子晶體的一些應用：