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第五章光子晶体光子晶体、自然界的“光子晶体”光子晶体、具有光子晶体-周期结构的介质材料。被称为人工材料，但自然界中已经存在具有这种性质的物质。澳大利亚丰富的宝石欧宝，澳大利亚、欧泊、欧泊、硅纳米球沉积形成的矿物，有橙色、蓝色、黄色、绿色等丰富多彩的颜色，同时发光的橙色、蓝色、黄色云为什么是白色的？气体分子：氮、氧等，散射、瑞利和米氏散射，1871年英国科学家瑞利这种现象称为瑞利散射。粒子大小比光波波长小得多。1908年，GustavMie研究了粒子大小和散射的关系。发现，当粒子的大小大于光波波长时，其他波长的散射强度几乎相同，与波长无关。散射现象后来称为Mie散射。光子晶体- formostl，beam(s)propagatethroughpystal talwithrlittlescattering(mostsattringcancelscoherently)，以及根据Snell定律，不同波长的电磁波以特定角度入射材料时，折射角不相等。利用这种现象，可以制作光学系统常用的棱镜，分离出不同波长的光。这种色散是由材料色散(Materialdispersion)产生的折射率和波长的关系称为色散关系。纳米微结构能对光(电磁波)传播产生强烈的影响，纳米微结构控制光(电磁波)传播行为，目的：为人类生活服务，信息的两大载体：电子和光子，光子wavelength : ElectronsCoulombinteractions electron-tunnelingwithstheamplitude(probability)Decayingexponentially影响概率宽度指数衰减strongscattering (1)电子能带理论在周期势场中，电子的运动(2)泡腾原理、半导体、金属、绝缘体、周期介质材料具有光子能隙，光子晶体可以分为一维、二维和三维。时间：四维。一维：眼镜、滤光片、光纤光栅等，光子晶体的基本特性是光能隙。也就是说，有些光子晶体结构阻止特定波长范围的电磁波通过光子晶体。，规格化频率，波长的频率，0.3-0.6，缩放law，光子晶体的带隙，e，h，TM，带隙起源：能带，能量空间分布：低频模式能量集中在高介电区；高频率波性是低介电区，高折射率：高折射率：低频率模式的能量集中在高介电区。高频率在低介电区带隙的中心频率、带隙的特性：带隙的宽度：尺度原理：整个光子晶体的大小扩展s时，带宽度发生了以下变化：相对带隙宽度：相对带宽是尺度，带宽：通常考虑数字计算，没有求解表达式，但对于弱周期，有近似分析表达式。弱周期如下：也就是说，只要存在周期折射率差异，波段宽度：可达：数值计算结果：最大波段宽度条件：波段最大宽度：更常见的情况是数值计算结果：垂直入射条件下的最大值，例如，波段间隙的消失波：破坏消失波的衰减行为局部，离轴传播模式：电场分布与模式频率的关系遵循上述规律，长
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