光 子 晶 体 的 应 用 引 言 光 子 晶 体 是 随 人 们 对 光 控 制 的 需 求 应 运 而 生 的 ， 也 是 现 代 通 信 发 展 的 需 要 。在 过 去 的 几 十 年 旱 ， 半 导 体 技 术 在 人 们 日 常 生 活 中 扮 演 重 要 的 角 色 。现 代 高 科 技的 发 展 要 求 集 成 电 路 微 型 化 和 高 速 化 ，但 是 微 型 化 将 导 致 电 阻 增 加 和 更 高 的 能 量损 耗 ： 高 速 则 导 致 对 信 号 同 步 化 的 敏 感 性 。 为 提 高 集 成 密 度 和 系 统 的 性 能 ， 科 学家 把 目 光 从 电 子 转 向 了 光 子 。 与 电 子 相 比 ， 光 子 的 优 点 是 ： 高 速 、 大 容 量 、 低 损耗 ； 缺 点 是 ： 传 统 光 学 对 光 的 控 制 主 要 依 赖 于 全 内 反 射 原 理 ， 但 与 波 长 相 比 ， 高低 折 射 率 的 介 质 界 面 必 须 足 够大 ， 因此限制 了 光 学 器件的 微 型 化 。 依 靠传 统 的 介质 材料， 设计～个类似电 子 晶 体 管那样的 小的 光 学 器件是 非常 困难的 。 光 子 晶 体则 提 供了 一种完全 不同 的 对 光 的 控 制 原 理 ， 这种对 光 予的 操控 能 力， 为 光 子 器件提 供了 新的 发 展 空间。 目 前科 学 家 正尝试用 光 子 取代 电 子 作作为 讯息载体 ， 希望解决此类的 问题。 1 .光 子 晶 体 简介 1．1光 子 晶 体 的 由来与 概念 光 子 晶 体 是 在 1987年 由S.John和 E.Yablonovitch分别独立提 出， 是 由不同 折射 率 的 介 质 周期性 排列而 成 的 人 工微 结构。 由于 介 电 常 数存在 空间上的 周期性 ，引 起空间折 射 率 的 周期变化 ，当介 电 系 数的 变化 足 够大 且变化 周期与 光 波 长 相 当时， 光 波 的 色 散关系 出现 带状结构， 此即光 子 能 带结构(Photonic Band structures)。 这些被禁止的 频率 区间称为 “光 子 频率 带隙”(Photonic Band Gap， PBG)， 频率 落在 禁带中 的 光 或电 磁波 是 被严格禁止传 播的 。 我们 将 具有“光子 频率 带隙”的 周期性 介...
