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文档简介

山东大学博士学位论文 中文摘要 光子晶体自从被提出后,在光学物理、凝聚态物理、电磁波、信息技术等领域 引起了人们广泛的关注。在这短短的二十年里,光子晶体在理论研究和实验研究方 面均取得了显著的成果,并且在某些领域也有了一定的应用。由于光子晶体的巨大 潜在应用价值,设计和制作可见光和近红外波段的完全带隙光子晶体,成为近十年 来科学研究的热点之一。 在制备复杂结构光子晶体的多种方法中,相对于其它制作方法,例如逐层叠加 方法、半导体微加工和自组织生长,激光全息制作方法具有成本低,耗时短,方便 制作和有效等优点。本论文运用激光全息干涉技术并结合平面波展开法和有限时域 差分方法,在理论上比较系统地研究了如何使用伞形配置的多激光束形成具有较宽 的完全禁带的光子晶体,提出多种实现全禁带展宽的设计方案,并通过晶体结构及 其能带传输特性的模拟来验证能带计算结果的正确性,其中的创新性工作主要包括 以下几个方面: 一、全息干涉法优化二维正方结构光子晶体的光束设计及其能带性质的研究 由于全息干涉法中格点柱的形状和大小实际是由干涉场的等强度面决定的,所 以所得结构的能带性质与制备过程有着密切的联系。作为实例,我们在第三章中提 出了两种利用全息干涉技术制备的新型二维正方结构光子晶体的方案。第一种是由 绕z 轴旋转4 5 0 的针垫形柱组成的正方晶格点阵,这种结构与过去报道过的由正方柱 组成的同类结构相比在很宽的介电常数比的范围内有更大的相对光子带隙。因为理 论分析发现通过长条柱做脉络连接圆柱组成的正方点阵结构的圆柱半径和长条宽度 在适当配比情况下,可以产生很大的完全带隙,所以我们利用全息干涉法设计了另 一种由不规则介质柱组成的相似晶体结构。这两种优化晶体结构不但能够产生更大 的相对带隙,而且在有全带隙的光子晶体制备过程中对系统各种参数的要求更加宽 松。文中系统分析了各种参数与光子带隙的关系,推导出具有最佳能带性质的全息 光子晶体的一般规律,为制备正方结构光子晶体设计提供了理论依据。 二、全息干涉法制备的二维三角混合光子晶体的结构设计及其能带性质的研究 x l 山东大学博士学位论文 在第四章我们首次开展了光子晶体周期结构旋转轴与能带性质关系的系统研 究,提出了一种利用全息干涉二次曝光技术改变光子晶体对称性的方法,发现通过 降低光子晶体的对称性和适当改变介质柱大小和形状,能够有效提高光子能带性 质。计算表明经过适当优化的结构在很宽的系统参数范围内有全光子带隙存在,并 且发现能够打开大于1 全带隙所要求的最小介电常数仅为3 8 ,这个值是所有报道 过二维周期光子晶体结果中的最小值。此研究为在低折射率比的情况下实现光波的 高效率传输技术提供了一种有价值的指导方案。 三、利用伞状对称多光束干涉制备新型三维光子晶体及其能带性质的研究 三维光子晶体比二维光子晶体更具有多样性,利用全息法制备三维光子晶体的 一个重要的途径就是用伞状对称四束光干涉法,即周围三束侧光两两成相同角度, 分别与中间光束成相同夹角乡。第五章中,我们通过理论分析和模拟计算推导出利 用伞状对称四束光全息干涉可能制备的三维光子晶体结构,系统研究了光束夹角从 l o o 到1 8 0 0 变化所得晶体结构的相应布里渊区的特征与光子能带性质,这些工作将 有助于该方法在实验中的有效应用。另外,我们首次提出一种伞状对称五束光全息 干涉制备光子晶体的方法,系统分析了随光束夹角不断增大时可以得到的光子晶体 结构及其能带性质,发现利用该方法不但能够制备出存在最大相对带隙的类金刚石 结构光子晶体,而且可以保证所有干涉光束从样品同侧入射,为简化实验条件,改 善光子能带性质提供了可行性方案。 四、全息光子晶体波导传输性质的研究 为了研究光波在二维全息光子晶体中的传播性质,我们在第六章中研究了光波 在引入两个6 0 0 转角线缺陷的全息三角结构光子晶体波导中的传播性质。通过模拟 计算发现在很宽频率范围内,光波能够以大于9 0 的透过率高效率传输,这也是同 类报道中最宽的频率范围,并且揭示了光波在两个6 0 0 转弯之间产生的谐振与光子 晶体的结构有着密切的联系。此项工作使全息光子晶体在光子整合回路中的应用充 满希望,并且为优化光子晶体波导的传输性质提供了理论依据。 x l i 山东大学博士学位论文 五、全息干涉法制备光子晶体的实验研究 最后,在第七章我们对利用全息干涉法制备光子晶体模板以及利用单双光子聚 合技术在光子晶体模板中引入线缺陷进行了实验研究。在实验中,我们设计出了几 种实用的光路,制备出了几种光子晶体模板,并成功从中引入了带有直角转弯的线 缺陷。虽然这一领域的工作受到实验条件的限制,但是我们的实验结果证明了全息 干涉法在大面积、低成本制备光子晶体方面具有独特的优势,并验证了通过单双光 子聚合相结合技术在光子晶体中引入线缺陷的可行性。 以上工作围绕光子晶体全带隙展宽和优化传输性质展开,自成体系,提出了一 系列具有更好的能带特性和传输特性的二维、三维晶体结构,并进行了模拟验证, 具有一定的深度和广度,相关成果己在o p t i c se x p r e s s 等多种国际著名期刊上发表。 关键词: 光子晶体;全息干涉技术;完全光子带隙;平面波展开法;光子晶体波 导。 山东大学博士学位论文 a b s t r a c t s i n c et h ec o n c e p to fp h o t o n i cc r y s t a l ( p h c ) w a sp r o p o s e di n19 8 7 ,p h o t o n i cc r y s t a l h a sa t t r a c t e dg r e a ta t t e n t i o ni nt h ef i e l d so fo p t i c a lp h y s i c s ,c o n d e n s e dm a t t e rp h y s i c s , e l e c t r o m a g n e t i cw a v e sa n di n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y l o t so fa c h i e v e m e n t sr e l a t e d t o t h e o r e t i c a la n de x p e r i m e n t a ls t u d i e sh a v e b e e nr e p o r t e da n da p p l i e di ns o m er e g i o n s f o r t h ee f f e c t i v ea p p l i c a t i o no fp h o t o n i cc r y s t a l s ,d e s i g n i n ga n df a b r i c a t i n gp h o t o n i cc r y s t a l s w i t hc o m p l e t eb a n dg a pi nn e a ri n f r a r e da n dv i s i b l er e g i o nb e c o m eaf o c u sf o rs c i e n c e r e s e a r c hi nt h el a s td e c a d e c o m p a r e dw i t ho t h e rt e c h n i q u e so fp h cf a b r i c a t i o n ,s u c ha sl a y e r - b y - l a y e rm e t h o d , s e m i c o n d u c t o r m i c r o f a b r i c a t i o n ,s e l f - a s s e m b l i n ga p p r o a c h ,e t c ,t h ep r o c e s s o f h o l o g r a p h i cl i t h o g r a p h y ( h l ) i sm o r ee c o n o m i c a l ,r a p i d ,c o n v e n i e n ta n de f f e c t i v e i n t h i st h e s i s ,h o l o g r a p h i cl i t h o g r a p h y , p l a n ew a v ee x t e n s i o nm e t h o d ( p w e ) a n df i n i t e d i f f e r e n c et i m ed o m a i n ( f d t d ) a r eu s e dt o s y s t e m a t i c a l l yi n v e s t i g a t et h ep h o t o n i c c r y s t a l sw i t hl a r g ec o m p l e t eb a n dg a pf o r m e db ys y m m e t r i c a lu m b r e l l a l i k eb e a m s c o n f i g u r a t i o ni n t h e o r i e s w eh a v ep r o p o s e ds e v e r a ld e s i g i n gm e t h o d 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i e sc l o s e l yr e l a t et o t h e i rf a b r i c a t i o nd e s i g n a sa ne x a m p l e ,i nc h a p t e r3w ep r o p o s et w ok i n d so f h o l o g r a p h i c a l l yf o r m e dn o v e lt w o d i m e n s i o n a l ( 2 d ) s q u a r el a t t i c e o n ei sc o m p o s e do f x l v 山东大学博士学位论文 p i n c u s h i o nc o l u m n sr o t a t e db y4 5 0 ,a n di ti ss h o w n t h a tt h i ss t r u c t u r eh a sc o m p l e t ep b g s i naw i d er a n g eo fd i e l e c t r i cc o n t r a s tc o m p a r a b l et oo re v e nl a r g e rt h a nt h o s eo ft h es a m e l a t t i c ew i t hs q u a r ec o l u m n sr e p o r t e db e f o r e t h e o r e t i c a la n a l y s i sh a sr e v e a l e dt h a ta2 d l a t t i c ew i t hc i r c u l a rc o l u m n sc o n n e c t e db yv e i n sc a np r o d u c el a r g ec o m p l e t eb a n dg a p w h e nt h er a d i u so fc o l u m n sa n dt h ew i d t ho fv e i n sa r ep r o p e r l yc h o o s e n h e r ew eh a v e p r o p o s e dah o l o g r a p h i cm e t h o dt of a b r i c a t ea n o t h e rs i m i l a r2 ds t r u c t u r eo fi r r e g u l a r c o l u m n s t h e s et w ok i n d so fp h c sc a ny i e l dg r e a t e r2 dc o m p l e t eb a n dg a p s m o r e o v e r , t h er e q u i r e m e n tf o rv a r i o u ss y s t e mp a r a m e t e r si sm o r er e l a x a b l ei nt h ef a b r i c a t i o n p r o c e s so fp h c sw i t hc o m p l e t eb a n dg a p s w eh a v es y s t e m a t i c a l l ya n a l y s e dt h er e l a t i o n s b e t w e e nt h e s es y s t e mp a r a m e t e r sa n dp b g s ,a n dd e r i v e dac o n c l u s i o nf r o mt h e s e r e s e a r c hr e s u l t st og i v eag u i d e l i n ef o r p r a c t i c a lf a b r i c a t i o n 2 、s t r u c t u r ed e s i g na n dp b g p r o p e r t i e ss t u d yo f2 dt r i a n g u l a rh y b r i dh o l o g r a p h i c l a t t i c e i nc h a p t e r4 ,w ef i r s t l yc a r r yo u tt h es t u d yo fr e l a t i o nb e t w e e ns y m m e t r ya n db a n d g a po fp e r i o d i cp h 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s e r e s u l t sp r o v i d eav a l u a b l eg u i d e l i n ef o rr e a l i z a t i o no fl i g h tt r a n s m i s s i n ge f f i c i e n t l yi n w a v e g u i d ew i t hl o wd i e l e c t r i cc o n s t a n tc o n t r a s t 3 、h o l o g r a p h i cf a b r i c a t i o no f3 dp h c sb yi n t e r f e r e n c eo fu m b r e l l a l i k es y m m e t r i c a l b e a m sa n dt h es t u d yo ft h e i rp b g p r o p e r t i e s g e n e r a l l y , 3 dp h c sa r em o r ev e r s a t i l et h a n2 dp h c s a ni m p o r t a n tw a yt om a k e3 d p h c sb yh li st h ei n t e r f e r e n c eo ff o u ru m b r e l l a l i k es y m m e t r i c a lb e a m s ( i f u b ) w h e r e x v 山东大学博士学位论文 t h r e ea m b i e n tb e a m s ( a - b e a m s ) f o r mt h es a m ea p e xa n g l e0w i t hac e n t r a lb e a m ( c - b e a m ) a n da n yt w oo ft h et h r e ea b e a m sa l s of o r mt h es a m ea n g l e i nc h a p t e r5a t h e o r e t i c a li n v e s t i g a t i o no ft h ep o s s i b l et h r e e - d i m e n s i o n a lp h o t o n i cc r y s t a ls t r u c t u r e s t h a tc a nb ec r e a t e d b yh o l o g r a p h i ci n t e r f e r e n c eu s i n gt h es y m m e t r i cu m b r e l l a l i k e c o n f i g u r a t i o no ff o u rp l a n ew a v e si sm a d e t h ei r r e d u c i b l eb r i l l o u i nz o n e sa n dt h e p h o t o n i cb a n dg a pp r o p e r t i e so ft h ep o s s i b l er e s u l t i n gc r y s t a ll a t t i c e sw h e nt h ea p e x a n g l ei sv a r i e df r o m10 0t on e a r l y18 0 0a r ei n v e s t i g a t e d ,w h i c hw i l lb eh e l p f u lt ot h e e f f i c i e n tu s eo ft h i sm e t h o di ne x p e r i m e n t s m o r e o v e r , w ep r o p o s eah o l o g r a p h i cd e s i g n o ff i v e b e a ms y m m e t r i cu m b r e l l ac o n f i g u r a t i o na n ds y s t e m a t i c a l l ya n a l y z et h eb a n dg a p p r o p e r t i e so fr e s u l t a n tp h o t o n i ec r y s t a l sw h e nt h ea p e xa n g l ei sc o n t i n u o u s l yi n c r e a s e d t h 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e m o n s t r a t i o no fh o l o g r a p h i cf a b r i c a t i o no f2 一a n d3 一dp h c s f i n a l l y , f a b r i c a t i o no fp h ct e m p l a t e sb yh la n dt h ep h c sw i t hc o n t r o l l e dd e f e c t sb y c o m b i n a t i o no fs i n g l e - p h o t o na n dt w o - p h o t o np h o t o p o l y m e r i z a t i o nh a v eb e e ns t u d i e d e x p e r i m e n t a l l y i no u re x p e r i m e n t ,w eh a v ed e s i g n e ds e v e r a lp r a c t i c a lr e c o r d i n g e q u i p m e n t sa n df a b r i c a t e ds e v e r a lp h c st e m p l a t e s m o r e o v e r , w eh a v ei n t r o d u c e dt h e l i n ed e f e c tw i t ha no r t h o g o n a lb e n di np h c st e m p l a t e ss u c c e s s f u l l y t h ew o r ki nt h i s f i e l dm a yb el i m i t e db yo u re x p e r i m e n t a lc o n d i t i o n s ,b u tt h e s ee x p e r i m e n t a lr e s u l t sh a v e p r o v e dt h a th l h a su n i q u ea d v a n t a g ei nf a b r i c a t i o no fp h c sw i t hl a r g ea r e aa n dl o wc o s t , a n dv e r i f yt h a tc o m b i n a t i o no fh o l o g r a p h i cl i t h o g r a p h ya n dt w o p h o t o np o l y m e r i z a t i o n c a nb eu s e dt of a b r i c a t ep h c sw i t hd e f e c t s a r r a n g i n gf r o mp h o t o n i cb a n dg a pb r o a d e n i n g ,o p t i m i z a t i o no ft r a n s m i s s i o n p r o p e r t i e st o t h ed e f e c t b e h a v i o r , a n df r o mt h e o r e t i c a la n a l y s i s t o e x p e r i m e n t a l d e m o n s t r a t i o n s ,t h e s er e s e a r c hw o r k sp r o v i d eas y s t e m a t i cs t u d yi nt h ef i e l do f h o l o g r a p h i cp h c sw i t hf r u i t f u la c h i e v e m e n t sw h i c hh a v eb e e np u b l i s h e di nas e r i e so f f a m o u si n t e r n a t i o n a lj o u r n a l s ,s u c ha so p t i c se x p r e s s k e yw o r d s :p h o t o n i cc r y s t a l ;h o l o g r a p h i cl i t h o g r a p h y ;c o m p l e t ep h o t o n i cb a n dg a p ; p l a n ew a v ee x t e n s i o nm e t h o d ;p h o t o n i cc r y s t a lw a v e g u i d e x v i l 原创性声明 本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独 立进行研究所取得的成果除文中已经注明引用的内容外,本论文不 包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研 究作出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本声明 的法律责任由本人承担。 论文作者签名:盗趋日期:三幽:竺:! 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定,同意学 校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论 文被查阅和借阅;本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分 内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或其他复制手段 保存论文和汇编本学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名:邋导师签名: e l 期:掣 山东大学博士学位论文 第一章绪论帚一早瑁形 众所周知,很多科学研究都是起源于对自然界不同领域存在类似现象的认识开 始的。因为客观世界遵循着某些普遍的规律,即使外表千变万化,而内在的规则却 是有着高度一致性。光子晶体的产生亦是如此,它是科学家们在假设光子也可以具 有类似于电子在普通晶体中传播的规律的基础上发展出来的。二十世纪五十年代开 始的以半导体为代表的电子带隙材料导致了微电子革命,其核心就在于采用这种能 够操纵电子流动的电子带隙材料。我们所处的时代从某种意义上说是半导体时代, 半导体的出现带来了从日常生活到高科技革命性的影响,几乎所有的半导体器件都 是围绕如何利用和控制电子的运动,电子在其中起到决定作用。但集成的极限在可 以看到的将来会出现,这是由电子的特性所决定的。而光子有着电子所没有的优势: 速度更快,没有相互作用。 光子晶体( p h o t o n i cc r y s t a l s ,p h c s ) 是上世纪八十年代末提出的新概念和新材料。 光子晶体由于具有能控制光的传播、体积小、性能稳定、不受外界电磁干扰、易于 集成等优点,是光电集成、光子集成、光通讯、微波通讯、空间光电技术以及国防 科技等现代高新技术的一种新概念材料,也是为相关学科发展和高新技术突破带来 新机遇的关键性基础材料。操纵光波的流动是人类多年的梦想和追求,从科学技术 的角度可以预言,这一目标一旦实现,将对人类产生不亚于微电子革命所带来的深 刻影响。因此,光子晶体也被科学界和产业界称为“光半导体”或“未来的半导体 。 正是由于其独特的性质,光子晶体越来越受到人们的关注,并且成为当前国际研究 前沿中几个最受重视的热点之一,有人预言光子晶体将引发一场二十一世纪的光子 技术革命。 1 1 光子晶体概论 1 1 1 光子晶体的概念 人们曾经认为自发辐射速率是材料的固有特性,无法对其进行控制。1 9 4 6 年 p u r c e l l 1 提出:可以通过一个高反射的腔来改变电磁偶极子一场的耦合和光子的 态密度,从而改变辐射偶极子的自发辐射速率。经过几十年的深入研究,在1 9 8 7 年,通过借鉴一般晶体中的电子带隙概念,y a b l o n o v i t c h 2 和j o h n 3 各自独立提 出了光子晶体的概念,它是电磁理论与固体理论相结合的产物 4 。他们指出节电 常数周期性变化的结构会影响物质中的光子模式。y a b l o n o v i t c h 的目的是控制物质 的辐射性质;j o h n 则是要通过引入折射率的变化来影响光子局域化。 山东大学博士学位论文 一般地讲,光子晶体指的是一种介电常数在空间周期变化( 其介电常数一般要 求有较高对比度) 的微结构系统,其周期一般为光波长数量级。当波长为 的电磁波 入射到这种材料上时,则由于多光束的干涉现象,一般会在该方向产生所谓的“光 子带隙”( p h o t o n i cb a n d g a p ) ,即可能存在某些频率范围,在这些频率范围内,入 射的电磁波被全部反射掉从而无法透射过这种材料。如果在三个方向上都存在周 期结构,那么可以出现全方位的光于带隙( 全禁带1 ,特定频率的光进入光子晶体后将 在各个方向都禁止传播。这一现象类似于半导体材料中电子的能量禁带 5 ,这对光 子晶体来说是一个最重要的特性。而且实际上,这种三维光子晶体也是最先被制造 出来的第一个具有全光子带隙的三维光子晶体结构是由美国的kmh o 等人首先 从理论上提出来的 6 ,而美国贝尔通讯研究所的ev a b l o n o v i t c h 铝* l 造出了世界上 第一个具有完全光子带隙的三维光子晶体 7 。 112 光子晶体的分类 根据光子晶体的维度数可以分为一维、二维、三维光子晶体,如图ll 所示。一 维的光子晶体就是所谓的多层膜,有抗反射膜和全反射膜。二维的应用就非常多了, 比如波导元件、分光元件、干涉仪等。而三维光于晶体最为多样和复杂,最简单的 三维光r 晶体可以想象成许多纳米尺寸的结构,紧密且呈周期性地堆积。 1 d2 - d3 d 幽】l 一维、一维平二维光子晶体的折射率分布示意图 其实自然界中早已存在捌有这种性质的物质,盛产于澳洲的宝石蛋白右( o p a l ) 即为一例,蛋白石是由二氧化硅纳米球( n a n o s p h e r e ) 沉积形成的矿物,其色彩续纷 的外观与色素无关,而是因为它几何结构上的蒯期性使它具有光子能带结构,随着 能隙位置不同,反利光的颜色也跟着娈化。在牛物界中,也不乏光子品体的踪影。 以花问飞舞的蝴蝶为例,其翅膀上的斑斓色彩,其实是鳞粉上排列整齐的次微米结 构,选择性反射h 光的结果。几年前,科学家发现澳洲海老鼠的毛发也具有 角品 格结构,为牛物界的光子晶体又添一例。 山东大学博士学位论文 1 1 3 光子晶体的特性 以光子代替电子作为信息的载体是长期以来人们的一个共识,因为光子技术具 有高传输速度、高密度及高容错性等优点。然而,由于光子不像电子一样易于控制, 长期以来,光信息技术主要在信息传输( 光通信) 中得到成功的应用。而信息处理的 核心部分则依然依赖微电子技术。光子晶体( 又称光子禁带材料) 的出现,使人们操 纵和控制光子的梦想成为可能。表1 1 对半导体与光子晶体二者进行了对比,并总结 得出光子晶体具有以下特性: 表1 1 半导体与光子晶体的特性比较。 半导体光子晶体 原子周期排列介质周期排列 周期结构 所形成的周期势场 所形成的周期介电常数 传输物质费米子电子波色子光子( 电磁波) 本征方程 一n m ,卜咖v | l 占( r ) = 等砷, c 2 本征矢波函数一标量电场、磁场一矢量 电子禁带光子禁带 特征缺陷态在缺陷处局域模式 表面态表面态 1 1 3 1 光子禁带 光子晶体最基本的特征就是具有光子禁带,在这里所谓的禁带指的是求解 m a x w e l l 方程过程中所得到的电磁波的频率与波矢之间的色散关系。而波矢在这里 有两方面的含义:电磁波的波长以及它的行进方向。也就是说,带隙不但与光子的 能量有关,而且,也与光子以怎样的方向穿过介质有关。我们可以区分两种不同的 带隙:一种称为不完全带隙,相应于只在特定的方向上有带隙;另一种叫完全带隙, 相应于所有方向上都有带隙,这种带隙也称为绝对带隙 1 6 。光子带隙依赖于光子 晶体的结构和介电常数的配比。一般地,介电常数比越大,越容易出现带隙;光子 晶体结构对称性越差,其能带简并度就越低,越容易出现光子禁带 1 7 ;一般光子 晶体的第一布罩渊区越接近于球形,产生全带隙的可能性就越大。美国的k m h o 和c t c h a n 小组第一次成功地预言了在一种具有金刚石结构的三维光子晶体中存 在完全光子禁带,禁带出现在第二条与第三条能带之间 6 ,如图1 2 所示。 山东大学博士学位论文 图1 2 金刚石结构光子晶体禁带的计算结果 6 。光子晶体由折射率为3 6 的球形介质构成金刚 石结构,分布在空气中,介质的填充比为3 4 ,频率单位为c a ,a 是晶格常数,c 是真空光速。 由于光子与电子之间存在着巨大的差别,因此,光子与电子的能带结构也存在 着本质的区别,这主要表现在以下几个方面 1 8 :电子的基本色散关系是抛物线状 的,而光子是线性的;电子的自旋角动量是1 2 ,其能带结构可形成标量波近似。 光子的自旋是l ,而矢量波的特性在能带结构的形成中起主要作用;由于电子一电子 的库仑排斥作用,电子的能带理论只是近似理论。而由于光子之间的相互作用可以 忽略,因此,光子晶体的能带理论是精确的。光子带隙这个重要思想的突破,从理 论、实验、制造和应用等方面启动了一系列与光子晶体有关的研究 1 8 2 6 。 1 1 3 2 抑制自发辐射 8 0 年代前人们一直认为自发辐射是一个随机现象,不能人为控制。而p u r c e l i e 1 9 4 6 年提出自发辐射可以人为控制 1 并未受到人们的重视,直到光子晶体的概念提 出来后人们才改变观点 2 ,3 。自发辐射不是物质固有性质,而是物质与场相互作用 的结果。自发辐射几率由费米

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