Фотонный кристалл
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Фотонный кристалл — это материал, структура которого характеризуется периодическим изменением коэффициента преломления.
Содержание |
[править] Теория
В фотонном кристалле, с помощью периодического изменения коэффициента преломления, создаётся дополнительное поле, чей период в десятки раз превышает период основной решетки — так называемая сверхрешётка. Поведение фотонов, чья длина волны совпадает с периодом оптической сверхрешётки фотонного кристалла будет сильно отличаться от поведения в решётке обычного кристалла, где расстояние между узлами много меньше длины волны света. Можно говорить о разрешённых и запрещённых энергетических зонах в фотонном кристалле, аналогично разрешённым и запрещённым зонам в твёрдотельной электронике. Как и электрические среды в зависимости от широты запрещённых и разрешённых зон, фотонные кристаллы можно разделить на проводники — способные проводить свет на большие расстояние с малым поглощением, диэлектрики — практически идеальные зеркала, полупроводники — вещества способные, например, выборочно отражать фотоны определённой длины волны и сверхпроводники, в которых благодаря коллективным явлениям фотоны способны распространяться практически на неограниченные расстояния.
[править] Применение
С фотонными кристаллами связывают будущее современной электроники.
- Благодаря упорядоченному харатеру явления захвата в фотонном кристалле, на основе этих сред возможно построение оптических запоминающих устройств.
- Создание малосигнальной лазерной техники, так называемые низкопороговые и безпороговые лазеры.
- Фотонные сверхпроводники способны работать с большими частотами и отлично совмещаются с фотонными изоляторами и полупроводниками.
- Волноводы основанные на фотонных кристаллах могут быть очень компактны.
- С помощью фотонных кристаллов можно создавать среды с отрицательным коэффициентом преломления, что даёт возможность фокусировать свет в точку размерами меньше длины волны(«суперлинзы»).
[править] Исследования
Исследования фотонных кристаллов проводятся в множестве лабораторий институтов и компаний, занимающихся электроникой. Например:
- Московский государственный институт электронной техники
- Физико-технический институт Санкт-Петербурга
- Naval Research Laboratory
- Sandia National Laboratories
- Alcatel
- BlazePhotonics
- Corning
- Lucent Technologies
- OmniGuide Communications
- Pirelli
