FCC结构胶体光子晶体的制备及其带隙特性测量.pdf

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FCC11喻刘闰海涛王引言光学报BandGapTechnology1Eli国普林斯顿大学31987晶体的概念以来,光子晶体一直是一个非常活跃的研究领域。如光子晶体有源器件的制作‘,光子晶体的带隙理论的研究以及基于光子晶体带隙理论制4~6于制备具有能带结构的光子晶体,如选择性刻第卷第期12100972471003摘要基于对光纤传输特性和胶体光子晶体制备方法的研究,提出了用外加电场控制的方法制备光子带隙位于通讯波段的峁沟慕禾骞庾泳澹⒂霉庀讼低巢馐越禾骞庾泳宓拇短匦浴2捎肦模拟了胶体光子晶体的带隙,分析了带隙位于通讯波段时所需的胶体微球的基本参量⑶蛘凵渎屎椭本。采用自组装的方法,5ms貌,并设计了单模光纤系统测量胶体光子晶体的带隙特性。测试的透射谱线表明胶体光子晶体的带隙中心波长为am2关键词材料;胶体光子晶体;带隙;电场;光纤,琂0ScienceHenanQScience&TechnologyLuoyangHenan‘和美John2(BE2008138)作者简介:闫海涛,博士研究生,主要从事光电子技术与激光应用等方面的研究。鸣,教授,博士生导师,主要从事光电技术和微纳技术等方面的研究。年月文章编号:———￡:——;收到修改稿日期:——:导师简介:王:、。,.,
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A=ZIhkli=理论分析蚀,自组装聚合物∽¨等。其中,胶体光子晶体就是基于研究光子晶体的制备而形成的新的研究热点。胶体光子晶体是指亚微米级的单分散胶体微球在合适的条件下自发形成三维有序周期结构。其制备过程所需费用较低且容易操作,因此胶体微球的自组装被认为是近红外、光学以及更短波段三维光子晶体的最有效、最有前途的制备方法。胶体光子晶体不具有完全带隙,但它不仅可以用于制作滤光器和光开关、高密度磁性数据存储器件、化学和生物传感器,而且为利用模板技术制备具有完全带隙的有序孔结构提供理想模板‘等。在胶体光子晶体的制备方法中,有垂直沉积,自然沉降法,模板法等。但是这些方法对于400以下的胶体颗粒的组装有比较好的400的胶体粒子组装中,会产生很多缺陷和杂乱的阵列。本文选取直径为的胶体微球。在胶体晶体制备过程中,采用外加电场和拉伸方法相结合在玻璃基片上制备了带隙位于光通讯波段的胶体晶体,用拉伸速度控制胶体微球的结晶厚度,外加电场控制淀积速度。得到了较好的效果。与一般的带隙波长测量方法不同,用单模光纤直接测量胶体晶体的光子带隙。测量结果表明,胶体晶体的光子带隙的中心波长为。与理论计算和软件模拟具有很好的一致性。理论计算确定胶体微粒直径X中也存在布拉格衍射效应。在光子晶体禁带频率范围内的光不能通过晶体,而是被弹性散射形成衍射图。它的产生是由于相干散射波的干涉,并遵守布拉格一伍尔夫条件其中>Ц窦渚啵形Q苌浼洞巍M为布拉格衍射示意图。1平均折射率是由介质和填充孔介质蚩掌的材料占有比例计算得来的,所以用修正的布拉格公式来估算所需胶体微粒的直径,考虑到光子晶体的反射光和入射