光子晶体及其在光通讯中的应用

光子晶体1．电磁波视作粒子发生碰撞，产生不同的散射和反射波长（类似康普顿散射），满足一定条件可以发生相干散射（布拉格散射：要求入射波波长要与晶体间距相近）2．相干散射可以造成削弱波的强度。对于一些材料而言，某一频率范围的波不能在此周期性结构中传播，即这种结构本身存在“禁带”，即光子带隙。3光子晶体（PhotonicCrystal）是由不同折射率的介质周期性排列而成的人工微结构。光子晶体即光子禁带材料，与半导体晶格对电子波函数的调制相类似，光子带隙材料能够调制具有相应波长的电磁波---当电磁波在光子带隙材料中传播时，由于存在布拉格散射而受到调制，电磁波能量形成能带结构能带与能带之间出现带隙，即光子带隙。所具能量处在光子带隙内的光子，不能进入该晶体。光子晶体4简单地说，光子晶体具有波长选择的功能，可以有选择地使某个波段的光通过而阻止其它波长的光通过其中。5如果我们通过引入缺陷破坏光子晶体的周期结构特性，那么在光子带隙中将形成相应的缺陷能级。将仅仅有特定频率的光可在这个缺陷能级中出现。这就可以用来制造单模发光二极管和零域值激光发射器（详见光子晶体应用）。而如果产生了缺陷条纹--即沿着一定的路线引入缺陷，那么就可以形成一条光的通路，类似于电流在导线中传播一样，只有沿着光子导线（即缺陷条纹）传播的光子得以顺利传播，其它任何试图脱离导线的光子都将被完全禁止。光通讯1光通信就是以光波为载波的通信康普顿散射推导