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论光子晶体的性质、制备及应用 论光子晶体的性质、制备及应用 PAGE 8 PAGE I PAGE Harbin Institude of Technology 论光子晶体的性质、制备及应用 Features, Preparing, and Applications of the Photonic Crystal 哈尔滨工业大学 英才学院 班级：1140005班 姓名：魏亚东 学号：7111100503 2012/11/4 摘 要 人工制备光子晶体方兴未艾，这种晶体的存在依据于与晶体场类似的能带理论。其周期型结构使得入射光发生色散现象。其中某些波长的入射光将不可能在其中传播。研究光子晶体理论的方法有多种，其中最早的是有效折射率法，最经典的是平面波法，但是核心都在于解释光子晶体的周期性结构以及光子禁带的形成。按照空间结构光子晶体的制备分为一维光子晶体和二维、三维光子晶体的制备。制备方法各有不同。光子晶体的特性包括在能带内部的可能使物质达到的负折射率，能带边缘的超棱镜效应，以及能带间隙的禁带效应等等。每一种特性对应着许多方面的应用，因此光子晶体很可能成为21世纪非常重要的研究课题。 Abstract Photonic Crystal, whose existence is based on the theory similar to the Energy band theory, has been becoming increasingly a well-developing issue for research. Its periodical structure causes the dispersion among different light waves, some of which will not be propagated in this kind of crystal. There are several theories to explain the feature of the photonic crystal. The method of Effective Index of Refraction Theory and the plain-wave method are mentioned in detail in this review, which are the most representative to clear out the periodic structure of photonic crystal, and the emergence of the Optics Band Gap. There are also several convenient means to prepare the multi-dimension crystals. photonic crystal will be used commonly in three different ways, the negative index of refraction which emerged from the energy band inside, the super lensing efforts invented on the edge of the band, and the light gate using the band gap. Hence, the photonic crystal has the potential to be explored by the researchers. 关键词：能带理论 光子晶体 有效折射率 光学特性 制备 目 录 TOC \o 1-3 \h \z \u 摘要 1. 从能带理论到光子晶体 1 2. 光子晶体的原理表示 1 2.1有效折射率理论 1 2.2平面波法 3 2.3时域有限差分法 3 2.4多极法 4 3. 光子晶体的特性描述 4 3.1光子晶体能带带内特性——色散效应导致负折射率 4 3.2 光子晶体能带带边特性 5 4. 光子晶体的制备方法 5 4.1 微加工方法 6 4.2 全息光刻方法 6 4. 3 胶体晶体自组装方法 6 4.4 双光子聚合方法 6 5. 光子晶体的潜在应用 7 应用1 7 应用2 7 应用3 8 应用4 8 6. 总结 8 7. 参考文献 7 论光子晶体的性质、制备及应用 PAGE 1 从能带理论到光子晶体 光子晶体，根据全国科学技术名词审定委员会的定义，是在介电常数(折射率)