✖


Jump to content

Фотонный кристалл

(Перенаправлено с фотонной запрещенной зоны )
Опал переливающийся в этом браслете содержит естественную периодическую микроструктуру, отвечающую за его цвет . По сути, это природный фотонный кристалл.
Крылья некоторых бабочек содержат фотонные кристаллы. [1] [2]

Фотонный кристалл — это оптическая наноструктура , в которой показатель преломления периодически меняется. Это влияет на распространение света так же, как структура природных кристаллов приводит к дифракции рентгеновских лучей и как атомные решетки (кристаллическая структура) полупроводников влияют на их проводимость электронов . Фотонные кристаллы встречаются в природе в виде структурных окрасок и отражателей животных , а в искусственном виде обещают быть полезными в ряде применений.

Фотонные кристаллы могут быть изготовлены в одном, двух или трех измерениях. Одномерные фотонные кристаллы могут быть изготовлены из слоев тонких пленок, наложенных друг на друга. Двумерные можно сделать методом фотолитографии или путем сверления отверстий в подходящей подложке. Методы изготовления трехмерных изображений включают сверление под разными углами, наложение нескольких двумерных слоев друг на друга, прямую лазерную запись или, например, инициирование самосборки сфер в матрице и растворение сфер.

Фотонные кристаллы, в принципе, могут найти применение везде, где необходимо манипулировать светом. Например, диэлектрические зеркала представляют собой одномерные фотонные кристаллы, которые могут создавать зеркала со сверхвысокой отражательной способностью на определенной длине волны. Двумерные фотонные кристаллы, называемые фотонно-кристаллическими волокнами, используются для оптоволоконной связи , среди прочего, . Трехмерные кристаллы однажды могут быть использованы в оптических компьютерах и могут привести к созданию более эффективных фотоэлектрических элементов . [3]

Хотя энергия света (и всего электромагнитного излучения ) квантуется в единицах, называемых фотонами , анализ фотонных кристаллов требует только классической физики . «Фотоника» в названии — отсылка к фотонике , современному обозначению исследования света ( оптики ) и оптической техники. Действительно, первые исследования того, что мы сейчас называем фотонными кристаллами, возможно, были проведены еще в 1887 году, когда английский физик лорд Рэлей экспериментировал с периодическими многослойными диэлектрическими стопками, показав, что они могут создавать фотонную запрещенную зону в одном измерении. Исследовательский интерес возрос после работы Эли Яблоновича и Саджива Джона в 1987 году над периодическими оптическими структурами с более чем одним измерением, которые теперь называются фотонными кристаллами.

Введение

[ редактировать ]
Продолжительность: 41 секунда.
Дифракция на периодической структуре в зависимости от длины волны падающего света. В некоторых диапазонах длин волн волна не может проникнуть в структуру.

Фотонные кристаллы состоят из периодических диэлектрических , металло-диэлектрических или даже сверхпроводниковых микроструктур или наноструктур , которые влияют на распространение электромагнитных волн таким же образом, как периодический потенциал в полупроводниковом кристалле влияет на распространение электронов , определяя разрешенные и запрещенные электронные энергетические зоны . Фотонные кристаллы содержат регулярно повторяющиеся области с высоким и низким показателем преломления . Световые волны могут распространяться через эту структуру или распространение может быть запрещено, в зависимости от их длины волны. Длины волн, которые могут распространяться в заданном направлении, называются модами , а диапазоны длин волн, которые распространяются, называются полосами . Запрещенные диапазоны длин волн называются фотонными запрещенными зонами . Это приводит к различным оптическим явлениям, таким как торможение спонтанного излучения . [4] всенаправленные зеркала с высокой отражающей способностью и волновод с низкими потерями . Запрещенную зону фотонных кристаллов можно понимать как деструктивную интерференцию многократных отражений света, распространяющегося в кристалле на каждой границе раздела между слоями областей с высоким и низким показателем преломления, подобную запрещенной зоне электронов в твердых телах.

Есть две стратегии открытия полной фотонной запрещенной зоны. Первый — увеличить контраст показателя преломления, чтобы ширина запрещенной зоны в каждом направлении стала шире, а второй — сделать зону Бриллюэна более похожей на сферу. [5] Однако первое ограничено доступными технологиями и материалами, а второе ограничено кристаллографической теоремой ограничения . По этой причине продемонстрированные к настоящему времени фотонные кристаллы с полной запрещенной зоной имеют гранецентрированную кубическую решетку с наиболее сферической зоной Бриллюэна и изготовлены из полупроводниковых материалов с высоким показателем преломления. Другой подход заключается в использовании квазикристаллических структур без ограничений кристаллографии. Сообщалось о полной фотонной запрещенной зоне для квазикристаллических образцов полимера с низким показателем преломления, изготовленных методом 3D-печати. [6]

Чтобы проявлялись интерференционные эффекты, периодичность фотонно-кристаллической структуры должна составлять около половины длины волны (в среде) световых волн или превышать ее. Длина волны видимого света варьируется от примерно 400 нм (фиолетовый) до примерно 700 нм (красный), и полученную длину волны внутри материала необходимо разделить на средний показатель преломления . Поэтому повторяющиеся области с высокой и низкой диэлектрической проницаемостью должны быть изготовлены в этом масштабе. В одном измерении это обычно достигается с помощью методов осаждения тонких пленок .

История

[ редактировать ]

Фотонные кристаллы изучались в той или иной форме с 1887 года, но никто не использовал термин «фотонный кристалл» до тех пор, пока более 100 лет спустя — после того, как Эли Яблонович и Саджив Джон опубликовали две важные статьи о фотонных кристаллах в 1987 году. [4] [7] Ранняя история хорошо документирована в форме истории, когда Американское физическое общество определило ее как одно из знаковых событий в физике . [8]

одномерные фотонные кристаллы в виде периодических многослойных диэлектрических стопок (таких как зеркало Брэгга До 1987 года широко изучались ). Лорд Рэлей начал свое исследование в 1887 году. [9] показав, что такие системы имеют одномерную фотонную запрещенную зону, спектральный диапазон с большой отражательной способностью, известный как стоп-зона . Сегодня такие структуры используются в самых разных областях — от отражающих покрытий до повышения эффективности светодиодов и высокоотражающих зеркал в определенных лазерных резонаторах (см., например, VCSEL ). Полосы пропускания и заграждения в фотонных кристаллах впервые были применены на практике Мелвином М. Вайнером. [10] который назвал эти кристаллы «дискретными фазово-упорядоченными средами». Вайнер достиг этих результатов, расширив теорию Дарвина. [11] динамическая теория брэгговской дифракции рентгеновских лучей для произвольных длин волн, углов падения и случаев, когда падающий волновой фронт на плоскости решетки существенно рассеивается в направлении рассеяния вперед. Детальное теоретическое исследование одномерных оптических структур выполнил Быков Владимир Петрович , [12] который первым исследовал влияние фотонной запрещенной зоны на спонтанное излучение атомов и молекул, встроенных в фотонную структуру. Быков также предположил, что может произойти, если использовать двух- или трехмерные периодические оптические структуры. [13] Концепция трехмерных фотонных кристаллов обсуждалась Отакой в ​​1979 году. [14] который также разработал формализм для расчета фотонной зонной структуры. Однако эти идеи не получили развития до тех пор, пока в 1987 году не были опубликованы две важные статьи Яблоновича и Джона. Обе эти работы касались высокоразмерных периодических оптических структур — фотонных кристаллов. Основной целью Яблоновича было создание фотонной плотности состояний для управления спонтанным излучением материалов, встроенных в фотонный кристалл. Идея Джона заключалась в том, чтобы использовать фотонные кристаллы для локализации и контроля света.

После 1987 года количество научных работ, посвященных фотонным кристаллам, начало расти в геометрической прогрессии. Однако из-за сложности изготовления этих структур в оптических масштабах (см. « Проблемы изготовления ») ранние исследования были либо теоретическими, либо в микроволновом режиме, где фотонные кристаллы могут быть построены в более доступном сантиметровом масштабе. (Этот факт обусловлен свойством электромагнитных полей, известным как масштабная инвариантность. По сути, электромагнитные поля, как решения уравнений Максвелла , не имеют естественного масштаба длины, поэтому решения для структуры сантиметрового масштаба на микроволновых частотах такие же, как и для структуры нанометрового масштаба на оптических частотах.)

К 1991 году Яблонович продемонстрировал первую трехмерную фотонную запрещенную зону в микроволновом режиме. [5] Структура, которую Яблонович смог создать, включала сверление множества отверстий в прозрачном материале, где отверстия каждого слоя образуют структуру перевернутого алмаза – сегодня он известен как яблоновит .

В 1996 году Томас Краусс продемонстрировал двумерный фотонный кристалл на оптических длинах волн. [15] Это открыло путь к изготовлению фотонных кристаллов в полупроводниковых материалах путем заимствования методов полупроводниковой промышленности.

Павел Чебен продемонстрировал новый тип фотонно-кристаллического волновода – волновод с субволновой решеткой (СВГ). [16] [17] Волновод SWG работает в субволновой области, вдали от запрещенной зоны. Это позволяет напрямую контролировать свойства волновода с помощью нанотехнологии полученного метаматериала, одновременно уменьшая эффекты волновой интерференции. Это обеспечило «недостающую степень свободы в фотонике». [18] и устранил важное ограничение в кремниевой фотонике , которое заключалось в ограниченном наборе доступных материалов, недостаточных для реализации сложных оптических функций на кристалле. [19] [20]

Сегодня в таких методах используются фотонно-кристаллические пластины, которые представляют собой двумерные фотонные кристаллы, «втравленные» в пластины полупроводника. Полное внутреннее отражение ограничивает свет плитой и обеспечивает фотонно-кристаллические эффекты, такие как инженерная фотонная дисперсия в плите. Исследователи по всему миру ищут способы использования фотонно-кристаллических пластин в интегрированных компьютерных чипах для улучшения оптической обработки коммуникаций — как внутри кристалла, так и между чипами. [ нужна ссылка ]

Метод изготовления автоклонирования, предложенный инфракрасного Сато и др. для фотонных кристаллов и видимого диапазонов. в 2002 году использует электронно-лучевую литографию и сухое травление : сформированные литографией слои периодических канавок укладываются друг на друга путем регулируемого напыления и травления, в результате чего возникают «стационарные гофры» и периодичность. Были произведены устройства из диоксида титана / диоксида кремния и пентаоксида тантала /кремнезема с использованием их дисперсионных характеристик и пригодности для осаждения методом распыления. [21]

Такие методы еще не дошли до коммерческого применения, но двумерные фотонные кристаллы коммерчески используются в фотонно-кристаллических волокнах. [22] (также известные как дырчатые волокна из-за проходящих через них отверстий для воздуха). Фотонно-кристаллические волокна были впервые разработаны Филипом Расселом в 1998 году и могут обладать улучшенными свойствами по сравнению с (обычными) оптическими волокнами .

Исследование трехмерных фотонных кристаллов шло медленнее, чем двумерных. Это связано с более сложным изготовлением. [22] Изготовление трехмерных фотонных кристаллов не имело унаследованных технологий полупроводниковой промышленности, на которые можно было бы опираться. Однако были предприняты попытки адаптировать некоторые из тех же методов, и были продемонстрированы весьма продвинутые примеры. [23] например, при строительстве «поленниц» конструкций, возводимых на планарной послойной основе. Другое направление исследований пыталось построить трехмерные фотонные структуры путем самосборки — по сути, позволяя смеси диэлектрических наносфер оседать из раствора в трехмерно-периодические структуры, имеющие фотонные запрещенные зоны. Василия Астратова Группа из Института Иоффе в 1995 году поняла, что природные и синтетические опалы представляют собой фотонные кристаллы с неполной запрещенной зоной. [24] Первая демонстрация структуры «обратного опала» с полной фотонной запрещенной зоной была проведена в 2000 году исследователями из Университета Торонто и Мадридского института материаловедения (ICMM-CSIC), Испания. [25] Постоянно расширяющаяся область естественной фотоники, биоинспирации и биомиметики — изучение природных структур с целью лучшего понимания и использования их в дизайне — также помогает исследователям фотонных кристаллов. [26] [27] [28] [29] Например, в 2006 году в чешуе бразильского жука был обнаружен природный фотонный кристалл. [30] Аналогично, в 2012 году у долгоносика была обнаружена кристаллическая структура алмаза. [31] [32] и архитектура гироидного типа в бабочке. [33] Совсем недавно гироидные фотонные кристаллы были обнаружены в бородках перьев синекрылых листокрылых и ответственны за мерцающую синюю окраску птиц. [34] В некоторых публикациях высказывается предположение о возможности полной фотонной запрещенной зоны в видимом диапазоне в фотонных кристаллах с оптически насыщенными средами, что может быть реализовано с использованием лазерного света в качестве внешней оптической накачки. [35]

Стратегии строительства

[ редактировать ]

Метод изготовления зависит от количества измерений, в которых должна существовать фотонная запрещенная зона.

  • Примеры возможных фотонно-кристаллических структур в 1, 2 и 3 измерениях
  • Сравнение 1D, 2D и 3D фотонно-кристаллических структур (слева направо соответственно).
    Сравнение 1D, 2D и 3D фотонно-кристаллических структур (слева направо соответственно).
  • Схема одномерной фотонно-кристаллической структуры, состоящей из чередующихся слоев материала с высокой диэлектрической проницаемостью и материала с низкой диэлектрической проницаемостью. Эти слои обычно имеют толщину в четверть длины волны.
    Схема одномерной фотонно-кристаллической структуры, состоящей из чередующихся слоев материала с высокой диэлектрической проницаемостью и материала с низкой диэлектрической проницаемостью. Эти слои обычно имеют толщину в четверть длины волны.
  • 2D фотонно-кристаллическая структура в квадратном массиве.
    2D фотонно-кристаллическая структура в квадратном массиве.
  • Схема двумерного фотонного кристалла, состоящего из круглых отверстий.
    Схема двумерного фотонного кристалла, состоящего из круглых отверстий.
  • Трехмерный фотонный кристалл со структурой поленницы. Эти структуры имеют трехмерную запрещенную зону для всех поляризаций.
    Трехмерный фотонный кристалл со структурой поленницы. Эти структуры имеют трехмерную запрещенную зону для всех поляризаций.

Одномерные фотонные кристаллы

[ редактировать ]

Чтобы создать одномерный фотонный кристалл, на поверхность можно периодически наносить тонкие пленочные слои с различной диэлектрической проницаемостью, что приводит к образованию запрещенной зоны в определенном направлении распространения (например, перпендикулярно поверхности). Решетка Брэгга является примером фотонного кристалла такого типа. Одномерные фотонные кристаллы могут включать слои нелинейных оптических материалов, в которых нелинейное поведение усиливается из-за усиления поля на длинах волн вблизи так называемого вырожденного края зоны. Это усиление поля (по интенсивности) может достигать где N — общее количество слоев. , что при использовании слоев, содержащих оптически анизотропный материал, усиление поля может достигать Однако было показано , который в сочетании с нелинейной оптикой имеет потенциальное применение, например, при разработке полностью оптического переключателя . [36]

Одномерный фотонный кристалл можно реализовать с помощью многократно чередующихся слоев метаматериала и вакуума. [37] Если метаматериал таков, что относительная диэлектрическая проницаемость и проницаемость подчиняются одной и той же зависимости от длины волны, то фотонный кристалл ведет себя одинаково для мод TE и TM , то есть как для s- , так и для p -поляризации света, падающего под углом.

Недавно исследователи изготовили решетку Брэгга на основе графена (одномерный фотонный кристалл) и продемонстрировали, что она поддерживает возбуждение поверхностных электромагнитных волн в периодической структуре, используя He-Ne-лазер с длиной волны 633 нм в качестве источника света. [38] Кроме того, был предложен новый тип одномерного фотонного кристалла с диэлектриком графена. Эта структура может действовать как фильтр дальнего ИК-диапазона и поддерживать поверхностные плазмоны с низкими потерями для волноводных и сенсорных приложений. [39] 1D фотонные кристаллы, легированные биоактивными металлами (например, серебром ), также были предложены в качестве сенсорных устройств для бактериальных загрязнений. [40] Подобные плоские одномерные фотонные кристаллы из полимеров использовались для обнаружения паров летучих органических соединений в атмосфере. [41] [42] Помимо твердофазных фотонных кристаллов, некоторые жидкие кристаллы с определенным упорядочением могут демонстрировать фотонный цвет. [43] Например, исследования показали, что некоторые жидкие кристаллы с одномерным позиционным упорядочением ближнего или дальнего действия могут образовывать фотонные структуры. [43]

Двумерные фотонные кристаллы

[ редактировать ]

В двух измерениях отверстия можно просверлить в подложке, прозрачной для длины волны излучения, для блокировки которого предназначена запрещенная зона. Успешно применяются треугольные и квадратные решетки отверстий.

Дырявое волокно или фотонно-кристаллическое волокно можно изготовить, взяв цилиндрические стеклянные стержни в гексагональной решетке, а затем нагрев и растянув их, при этом треугольные воздушные зазоры между стеклянными стержнями становятся отверстиями, ограничивающими моды.

Трехмерные фотонные кристаллы

[ редактировать ]

Создано несколько типов конструкций: [44]

  • Сферы в ромбовидной решетке
  • Yablonovite
  • Поленница – «стержни» многократно протравлена ​​лучевой литографией , залита и покрыта слоем нового материала. Когда процесс повторяется, каналы, протравленные в каждом слое, перпендикулярны слою ниже и параллельны каналам двумя слоями ниже и противофазны им. Процесс повторяется до тех пор, пока конструкция не достигнет желаемой высоты. Затем наполнитель растворяют с использованием агента, который растворяет наполнитель, но не осаждаемый материал. В эту структуру вообще трудно внести дефекты.
  • Обратные опалы или обратные коллоидные кристаллы -сферы (такие как полистирол или диоксид кремния ) могут осаждаться в кубическую плотноупакованную решетку, суспендированную в растворителе . Затем вводится отвердитель, делающий из объема, занимаемого растворителем, прозрачное твердое вещество. Затем сферы растворяют кислотой, такой как соляная кислота . Коллоиды могут иметь сферическую форму. [25] или несферический. [45] [46] [47] [48] содержит более 750 000 полимерных наностержней. [ нужны разъяснения ] Свет, сфокусированный на этом светоделителе, проникает или отражается, в зависимости от поляризации. [49] [50]
Фотонно-кристаллическое волокно
Фотонно-кристаллическое волокно. СЭМ- изображения волокна, произведенного в США NRL . (слева) Диаметр твердой сердцевины в центре волокна составляет 5 мкм, а (справа) диаметр отверстий составляет 4 мкм. Источник: http://www.nrl.navy.mil/techtransfer/fs.php?fs_id=97.
СЭМ - изображение самоорганизующегося фотонного кристалла ПММА в двух измерениях.

Фотонно-кристаллические полости

[ редактировать ]

Фотонные кристаллы могут иметь не только запрещенную зону, но и другой эффект, если мы частично удалим симметрию путем создания наноразмерной полости . Этот дефект позволяет направлять или улавливать свет с той же функцией, что и нанофотонный резонатор , и характеризуется сильной диэлектрической модуляцией в фотонных кристаллах. [51] В волноводе распространение света зависит от плоскостного управления, обеспечиваемого фотонной запрещенной зоной, и от длительного удержания света, вызванного диэлектрическим несоответствием. В световой ловушке свет сильно удерживается в полости, что приводит к дальнейшему взаимодействию с материалами. Во-первых, если мы поместим импульс света внутрь резонатора, он будет задержан на нано- или пикосекунды, что пропорционально добротности резонатора. Наконец, если мы поместим излучатель внутрь резонатора, излучение света также может быть значительно усилено и/или даже резонансная связь может проходить через осцилляции Раби. Это связано с квантовой электродинамикой полости , и взаимодействия определяются слабой и сильной связью эмиттера и полости. Первые исследования полости в одномерных фотонных пластинах обычно проводятся при изучении решеток. [52] или распределенные структуры обратной связи. [53] Для двумерных фотонно-кристаллических резонаторов [54] [55] [56] они полезны для создания эффективных фотонных устройств в телекоммуникационных приложениях, поскольку могут обеспечить очень высокую добротность до миллионов с объемом моды, меньшим, чем длина волны . Для трехмерных фотонно-кристаллических полостей было разработано несколько методов, включая послойный литографический подход, [57] поверхностная ионно-лучевая литография , [58] и микроманипуляции . техника [59] Все упомянутые фотонно-кристаллические полости, которые плотно ограничивают свет, предлагают очень полезные функции для интегральных фотонных схем, но их сложно изготовить таким образом, чтобы их можно было легко перемещать. [60] Нет полного контроля с созданием полости, расположением полости и положением эмиттера относительно максимального поля полости, а исследования по решению этих проблем все еще продолжаются. Подвижная полость нанопроволоки в фотонных кристаллах является одним из решений, позволяющих адаптировать взаимодействие легкой материи. [61]

Проблемы изготовления

[ редактировать ]

Производство фотонных кристаллов более высокой размерности сталкивается с двумя основными проблемами:

  • Изготовление их с достаточной точностью, чтобы предотвратить потери на рассеяние, размывающие свойства кристаллов.
  • Разработка процессов, позволяющих обеспечить массовое производство кристаллов.

Одним из многообещающих методов изготовления двумерно-периодических фотонных кристаллов является фотонно-кристаллическое волокно, такое как дырчатое волокно . Использование методов вытягивания волокна, разработанных для волокон связи, отвечает этим двум требованиям, и фотонно-кристаллические волокна коммерчески доступны. Еще одним перспективным методом создания двумерных фотонных кристаллов является так называемая фотонно-кристаллическая пластина. Эти структуры состоят из пластины материала (например, кремния ), на который можно нанести рисунок с использованием методов полупроводниковой промышленности. Такие чипы предлагают возможность объединить фотонную обработку с электронной обработкой на одном чипе.

Для трехмерных фотонных кристаллов использовались различные методы, включая фотолитографию и методы травления, аналогичные тем, которые используются для интегральных схем . [23] Некоторые из этих методов уже коммерчески доступны. Чтобы избежать сложной техники нанотехнологических методов , некоторые альтернативные подходы включают выращивание фотонных кристаллов из коллоидных кристаллов как самоорганизующихся структур.

Массовые трехмерные фотонно-кристаллические пленки и волокна теперь можно производить с использованием метода сдвиговой сборки, при котором коллоидные полимерные сферы размером 200–300 нм укладываются в идеальные пленки с ГЦК- решеткой. Поскольку частицы имеют более мягкое прозрачное резиновое покрытие, пленки можно растягивать и формовать, настраивая фотонные запрещенные зоны и создавая поразительные структурные цветовые эффекты.

Вычисление структуры фотонной зоны

[ редактировать ]

Фотонная запрещенная зона (ФЗЗ) по существу представляет собой зазор между воздушной линией и диэлектрической линией в дисперсионном законе системы ФЗЗ. Для проектирования фотонно-кристаллических систем важно спроектировать расположение и размер запрещенной зоны путем компьютерного моделирования с использованием любого из следующих методов:

Продолжительность: 3 секунды.
Видеомоделирование сил и полей рассеяния в фотонно-кристаллической структуре. [62]

По сути, эти методы определяют частоты (нормальные моды) фотонного кристалла для каждого значения направления распространения, заданного волновым вектором, или наоборот. Различные линии зонной структуры соответствуют различным случаям n , индекса зоны. Введение в структуру фотонных зон см. в книге К. Сакоды. [66] и Джоаннопулос [51] книги.

Зонная структура одномерного фотонного кристалла, воздушное ядро ​​DBR, рассчитанное с использованием метода разложения плоских волн со 101 плоской волной, для d/a = 0,8 и диэлектрического контраста 12,250.

Метод разложения плоских волн можно использовать для расчета зонной структуры с использованием собственной формулировки уравнений Максвелла и, таким образом, для определения собственных частот волновых векторов для каждого из направлений распространения. Это непосредственно решает дисперсионную диаграмму. Значения напряженности электрического поля также можно рассчитать в пространственной области задачи, используя собственные векторы той же задачи. На рисунке справа это соответствует зонной структуре одномерного распределенного брэгговского отражателя ( DBR ) с воздушным сердечником, перемеженным диэлектрическим материалом с относительной диэлектрической проницаемостью 12,25, и отношением периода решетки к толщине воздушного сердечника (d/ а) 0,8, решается с использованием 101 плоской волны в первой неприводимой зоне Бриллюэна . Метод обратной дисперсии также использует разложение плоских волн, но формулирует уравнение Максвелла как собственную задачу для волнового вектора k, а частота рассматривается как параметр. [63] Таким образом, он решает дисперсионное уравнение вместо , что делает метод плоских волн. Метод обратной дисперсии позволяет найти комплексное значение волнового вектора, например, в запрещенной зоне, что позволяет отличить фотонные кристаллы от метаматериала. Кроме того, метод готов к учету частотной дисперсии диэлектрической проницаемости.

Для ускорения расчета структуры полосы частот сокращенного расширения по моде Блоха (RBME) . можно использовать метод [67] Метод RBME применяется «поверх» любого из основных методов расширения, упомянутых выше. Для моделей с большой элементарной ячейкой метод RBME может сократить время расчета зонной структуры до двух порядков.

Приложения

[ редактировать ]
См. Также: Фотонно-кристаллический датчик.

Фотонные кристаллы являются привлекательными оптическими материалами для контроля и управления световым потоком. Одномерные фотонные кристаллы уже широко используются в виде тонкопленочной оптики , от покрытий с низким и высоким отражением на линзах и зеркалах до красок и чернил , меняющих цвет . [68] [69] [48] Фотонные кристаллы более высокой размерности представляют большой интерес как для фундаментальных, так и для прикладных исследований, а двумерные начинают находить коммерческое применение.

Первые коммерческие продукты, включающие двумерно-периодические фотонные кристаллы, уже доступны в виде фотонно-кристаллических волокон, которые используют микромасштабную структуру для ограничения света с радикально отличающимися характеристиками по сравнению с обычным оптическим волокном для применения в нелинейных устройствах и для управления экзотическими длинами волн. Трехмерные аналоги еще далеки от коммерциализации, но могут предлагать дополнительные функции, такие как оптическая нелинейность, необходимая для работы оптических транзисторов, используемых в оптических компьютерах , когда некоторые технологические аспекты, такие как технологичность, и принципиальные трудности, такие как беспорядок, находятся под контролем. [70] [ нужна ссылка ]

Фотонно-кристаллические волноводы SWG позволили создать новые интегрированные фотонные устройства для управления передачей световых сигналов в фотонных интегральных схемах, включая оптоволоконные соединители, волноводные кроссоверы, мультиплексоры длин волн и мод, сверхбыстрые оптические переключатели, атермические волноводы, биохимические датчики, схемы управления поляризацией. , широкополосные интерференционные ответвители, плоские волноводные линзы, анизотропные волноводы, наноантенны и оптические фазированные решетки. [19] [71] [72] Нанофотонные соединители SWG обеспечивают высокоэффективное и независимое от поляризации соединение между фотонными чипами и внешними устройствами. [17] Они были приняты для соединения оптоволокна с чипом при массовом производстве оптоэлектронных чипов. [73] [74] [75] Эти интерфейсы связи особенно важны, поскольку каждый фотонный чип должен быть оптически связан с внешним миром, а сами чипы появляются во многих существующих и новых приложениях, таких как сети 5G, межсоединения центров обработки данных, межчиповые соединения, городские и системы дальней связи и автомобильная навигация.

Помимо вышесказанного, фотонные кристаллы были предложены в качестве платформ для разработки солнечных элементов. [76] и оптические датчики, [77] включая химические сенсоры и биосенсоры. [78] [79]

См. также

[ редактировать ]
Викискладе есть медиафайлы, связанные с фотонными кристаллами .

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Пройетти Заккария, Ремо (2016). «Цвет крыльев бабочки: демонстрация фотонных кристаллов». Оптика и лазеры в технике . 76 : 70–3. Бибкод : 2016OptLE..76...70P . дои : 10.1016/j.optlaseng.2015.04.008 .
  2. ^ Биро, LP; Кертеш, К; Вертези, З; Марк, солдат; Балинт, Зс; Луссе, В; Виньерон, Ж.-П (2007). «Живые фотонные кристаллы: чешуя бабочки — наноструктура и оптические свойства». Материаловедение и инженерия: C . 27 (5–8): 941–6. дои : 10.1016/j.msec.2006.09.043 .
  3. ^ Хван, Дэ-Куэ; Ли, Бёнхон; Ким, Дэ Хван (2013). «Повышение эффективности твердого сенсибилизированного красителем солнечного элемента с помощью трехмерного фотонного кристалла». РСК Прогресс . 3 (9): 3017–23. Бибкод : 2013RSCAd...3.3017H . дои : 10.1039/C2RA22746K . S2CID   96628048 .
  4. ^ Перейти обратно: а б Яблонович, Эли (1987). «Заторможенное спонтанное излучение в физике твердого тела и электронике» . Письма о физических отзывах . 58 (20): 2059–62. Бибкод : 1987PhRvL..58.2059Y . doi : 10.1103/PhysRevLett.58.2059 . ПМИД   10034639 .
  5. ^ Перейти обратно: а б Яблонович, Э; Гмиттер, Т; Люнг, К. (1991). «Фотонная зонная структура: гранецентрированный кубический случай с использованием несферических атомов» . Письма о физических отзывах . 67 (17): 2295–2298. Бибкод : 1991PhRvL..67.2295Y . doi : 10.1103/PhysRevLett.67.2295 . ПМИД   10044390 .
  6. ^ Майвальд, Л.; и др. (2022). «Контроль над световым излучением в искусственных материалах с низким показателем преломления на основе взаимного дизайна» . Передовые оптические материалы . 10 : 2100785. doi : 10.1002/adom.202100785 . hdl : 11420/11058 . S2CID   239484707 .
  7. ^ Джон, Саджив (1987). «Сильная локализация фотонов в некоторых неупорядоченных диэлектрических сверхрешетках» . Письма о физических отзывах . 58 (23): 2486–9. Бибкод : 1987PhRvL..58.2486J . doi : 10.1103/PhysRevLett.58.2486 . ПМИД   10034761 .
  8. ^ Линдли, Дэвид (23 августа 2013 г.). «В фокусе: ориентиры — рождение фотонных кристаллов». Физика . 6:94 . doi : 10.1103/Физика.6.94 .
  9. ^ Рэйли, Лорд (2009). «XXVI. О замечательном явлении кристаллической рефлексии, описанном профессором Стоксом» . Лондонский, Эдинбургский и Дублинский философский журнал и научный журнал . 26 (160): 256–65. дои : 10.1080/14786448808628259 .
  10. ^ Мелвин М. Вайнер, «Системы и компоненты для использования электромагнитных волн в средах с дискретной фазой», патент США 3765773, 16 октября 1973 г. (подана 5 октября 1970 г.).
  11. ^ Чарльз Гальтон Дарвин, «Теория отражения рентгеновских лучей», Phil. Маг., вып. 27, стр. 315–333, февраль 1914 г., стр. 675–690, апрель 1914 г.
  12. ^ Быков, В. П (1972). «Спонтанное излучение в периодической структуре». Советский журнал экспериментальной и теоретической физики . 35 : 269. Бибкод : 1972ЖЭТП...35..269Б .
  13. ^ Быков, Владимир П (1975). «Спонтанное излучение среды с полосковым спектром». Советский журнал квантовой электроники . 4 (7): 861–871. Бибкод : 1975QuEle...4..861B . doi : 10.1070/QE1975v004n07ABEH009654 .
  14. ^ Отака, К. (1979). «Энергетическая полоса фотонов и дифракция фотонов низких энергий». Физический обзор B . 19 (10): 5057–67. Бибкод : 1979PhRvB..19.5057O . дои : 10.1103/PhysRevB.19.5057 .
  15. ^ Краусс, Томас Ф.; Рю, Ричард М. Де Ла; Брэнд, Стюарт (1996), «Двумерные структуры с фотонной запрещенной зоной, работающие на длинах волн, близких к инфракрасному», Nature , 383 (6602): 699–702, Bibcode : 1996Natur.383..699K , doi : 10.1038/383699a0 , S2CID   4354503
  16. ^ Чебен, Павел; Сюй, Дань-Ся; Янц, Зигфрид; Денсмор, Адам (2006). «Субволновая волноводная решетка для преобразования мод и связи света в интегральной оптике» . Оптика Экспресс . 14 (11): 4695–4702. Бибкод : 2006OExpr..14.4695C . дои : 10.1364/OE.14.004695 . ПМИД   19516625 .
  17. ^ Перейти обратно: а б Чебен, Павел; Бок, Пшемек Дж.; Шмид, Йенс Х.; Лапуант, Жан; Янц, Зигфрид; Сюй, Дань-Ся; Денсмор, Адам; Делаж, Андре; Ламонтань, Борис; Холл, Тревор Дж. (20 июля 2010 г.). «Инженерия показателя преломления с использованием субволновых решеток для эффективных микрофотонных соединителей и плоских волноводных мультиплексоров» . Оптические письма . 35 (15): 2526–2528. Бибкод : 2010OptL...35.2526C . дои : 10.1364/ол.35.002526 . ISSN   0146-9592 . ПМИД   20680046 . S2CID   21787616 .
  18. ^ «В центре внимания оптика» . opg.optica.org . Проверено 12 августа 2022 г.
  19. ^ Перейти обратно: а б Чебен, Павел; Халир, Роберт; Шмид, Йенс Х.; Этуотер, Гарри А.; Смит, Дэвид Р. (2018). «Субволновая интегральная фотоника» . Природа . 560 (7720): 565–572. Бибкод : 2018Natur.560..565C . дои : 10.1038/s41586-018-0421-7 . ISSN   0028-0836 . ПМИД   30158604 . S2CID   52117964 .
  20. ^ Авад, Эхаб (февраль 2021 г.). «Изменение формы двугорбого брэгговского спектра с использованием волновода частичной ширины с укоренившимся сердечником» . ОСА Континуум . 4 (2): 252. doi : 10.1364/OSAC.410802 .
  21. ^ Сато, Т.; Миура, К.; Ишино, Н.; Отера, Ю.; Тамамура, Т.; Каваками, С. (2002). «Фотонные кристаллы видимого диапазона, полученные методом автоклонирования, и их применение». Оптическая и квантовая электроника . 34 : 63–70. дои : 10.1023/А:1013382711983 . S2CID   117014195 .
  22. ^ Перейти обратно: а б Дженнифер Уэллетт (2002), «Видение будущего в фотонных кристаллах» (PDF) , The Industrial Physicist , 7 (6): 14–17, заархивировано из оригинала (PDF) 12 августа 2011 г.
  23. ^ Перейти обратно: а б Обзор: С. Джонсон (MIT) Лекция 3: Технологии изготовления 3d-фотонных кристаллов, обзор
  24. ^ Астратов В.Н.; Богомолов, В. Н.; Каплянский А.А.; Прокофьев А.В.; Самойлович Л.А.; Самойлович С.М.; Власов, Вы. А (1995). «Оптическая спектроскопия опаловых матриц с внедренным в поры CdS: эффекты квантового ограничения и фотонной запрещенной зоны». Новый Фонд D 17 (11–12): 1349–54. Бибкод : 1995NCimD..17.1349A . дои : 10.1007/bf02457208 . S2CID   121167426 .
  25. ^ Перейти обратно: а б Бланко, Альваро; Хомский, Эммануэль; Грабчак, Сергей; Ибисате, Марта; Джон, Саджив; Леонард, Стивен В.; Лопес, Сефе; Месегер, Франциско; Мигес, Эрнан; Мондия, Джессика П; Озин, Джеффри А; Жаба, Овидиу; Ван Дриэль, Генри М. (2000). «Крупномасштабный синтез фотонного кристалла кремния с полной трехмерной запрещенной зоной около 1,5 микрометра». Природы . 405 (6785): 437–40. Бибкод : 2000Natur.405..437B . дои : 10.1038/35013024 . ПМИД   10839534 . S2CID   4301075 .
  26. ^ Киносита, Шуичи (2008), Структурные цвета в мире природы (1-е изд.), World Scientific, doi : 10.1142/6496 , ISBN  978-981-270-783-3
  27. ^ Колле, Матиас (2011), Фотонные структуры, вдохновленные природой , Тезисы Спрингера (1-е изд.), Спрингер, Бибкод : 2011psin.book.....K , doi : 10.1007/978-3-642-15169-9 , ISBN  978-3-642-15168-2 [ нужна страница ]
  28. ^ Макфедран, Росс С.; Паркер, Эндрю Р. (2015). «Биомиметика: Уроки оптики из школы природы». Физика сегодня . 68 (6): 32. Бибкод : 2015ФТ....68ф..32М . дои : 10.1063/PT.3.2816 .
  29. ^ Муше, Себастьян Р; Депари, Оливье (2021), Природная фотоника и биоинспирация (1-е изд.), Artech House, ISBN  978-163-081-797-8
  30. ^ Галуша, Джереми В.; Ричи, Лорен Р.; Гарднер, Джон С; Ча, Дженнифер Н; Бартл, Майкл Х (2008). «Открытие фотонно-кристаллической структуры на основе алмаза в чешуе жука». Физический обзор E . 77 (5): 050904. Бибкод : 2008PhRvE..77e0904G . дои : 10.1103/PhysRevE.77.050904 . ПМИД   18643018 .
  31. ^ Уилтс, Б.Д.; Михильсен, К; Койперс, Дж; Де Рэдт, Х; Ставенга, Д.Г. (2012). «Блестящий камуфляж: фотонные кристаллы алмазного долгоносика Entimus Imperialis» . Труды Королевского общества B: Биологические науки . 279 (1738): 2524–30. дои : 10.1098/rspb.2011.2651 . ПМК   3350696 . ПМИД   22378806 .
  32. ^ Уилтс, Б.Д.; Михильсен, К; Де Рэдт, Х; Ставенга, Д.Г. (2011). «Визуализация полусферической зоны Бриллюэна биологического фотонного кристалла типа алмаза» . Журнал интерфейса Королевского общества . 9 (72): 1609–14. дои : 10.1098/rsif.2011.0730 . ПМК   3367810 . ПМИД   22188768 .
  33. ^ Уилтс, Б.Д.; Михильсен, К; Де Рэдт, Х; Ставенга, Д.Г. (2011). «Иризация и спектральная фильтрация фотонных кристаллов гироидного типа в чешуйках крыльев Parides sesostris» . Фокус на интерфейсе . 2 (5): 681–7. дои : 10.1098/rsfs.2011.0082 . ПМЦ   3438581 . ПМИД   24098853 .
  34. ^ Саранатан, В.; Нарайанан, С.; Сэнди, А.; Дюфрен, ER; Прум, RO (01.06.2021). «Эволюция одиночных гироидных фотонных кристаллов в перьях птиц» . Труды Национальной академии наук . 118 (23): e2101357118. Бибкод : 2021PNAS..11801357S . дои : 10.1073/pnas.2101357118 . ISSN   1091-6490 . ПМК   8201850 . ПМИД   34074782 .
  35. ^ Абраров С.М.; Абраров, Р.М. (2008). «Уширение запрещенной зоны в фотонных кристаллах с оптически насыщенными средами». Оптические коммуникации . 281 (11): 3131–3136. arXiv : 0708.4043 . Бибкод : 2008OptCo.281.3131A . дои : 10.1016/j.optcom.2008.02.016 . S2CID   17568324 .
  36. ^ Цао, Ю; Шенк, Дж.О.; Фидди, Массачусетс (2008). «Нелинейный эффект третьего порядка вблизи вырожденного края полосы». Письма по оптике и фотонике . 1 (1): 1–7. дои : 10.1142/S1793528808000033 .
  37. ^ Правдин, К.В.; Попов, И.Ю. (2014). «Фотонный кристалл со слоями материала с отрицательным преломлением» (PDF) . Наносистемы: физика, химия, математика . 5 (5): 626–643.
  38. ^ Срикант, Кандаммате Валиявиду; Цзэн, Шувэнь; Шан, Цзинчжи; Йонг, Кен-Тай; Ю, Тин (2012). «Возбуждение поверхностных электромагнитных волн в брэгговской решетке на основе графена» . Научные отчеты . 2 : 737. Бибкод : 2012NatSR...2E.737S . дои : 10.1038/srep00737 . ПМК   3471096 . ПМИД   23071901 .
  39. ^ Хаджян, Х; Солтани-Вала, А; Калафи, М (2013). «Характеристики зонной структуры и поверхностных плазмонов, поддерживаемых одномерным фотонным кристаллом с диэлектриком графена». Оптические коммуникации . 292 : 149–57. Бибкод : 2013OptCo.292..149H . дои : 10.1016/j.optcom.2012.12.002 .
  40. ^ Патерно, Джузеппе Мария; Мокарди, Лилиана; Донини, Стефано; Ариоданти, Давиде; Кригель, Илька; Зани, Маурицио; Паризини, Эмилио; Скотогнелла, Франческо; Ланцани, Гульельмо (13 августа 2019 г.). «Гибридные одномерные плазмонно-фотонные кристаллы для оптического обнаружения бактериальных загрязнений». Журнал физической химии . 10 (17): 4980–4986. arXiv : 1905.02251 . doi : 10.1021/acs.jpclett.9b01612 . ПМИД   31407906 . S2CID   199549369 .
  41. ^ Лова, Паола; Манфреди, Джованни; Бастианини, Кьяра; Меннуччи, Карло; Буатье де Монжо, Фрэнсис; Сервида, Альберто; Коморетто, Давиде (8 мая 2019 г.). «Фотонные датчики Флори-Хаггинса для оптической оценки коэффициентов молекулярной диффузии в полимерах». Прикладные материалы и интерфейсы ACS . 11 (18): 16872–16880. дои : 10.1021/acsami.9b03946 . hdl : 11567/944562 . ISSN   1944-8244 . ПМИД   30990014 . S2CID   116863542 .
  42. ^ Гао, Шуай; Тан, Сяофэн; Лангнер, Стефан; Освет, Андрес; Харрейс, Кристина; Барр, Маисса К.С.; Шпикер, Эрдманн; Бахманн, Жюльен; Брабец, Кристоф Дж.; Форберих, Карен (24 октября 2018 г.). «Анализ диэлектрических зеркал с временным разрешением для измерения пара». Прикладные материалы и интерфейсы ACS . 10 (42): 36398–36406. дои : 10.1021/acsami.8b11434 . ISSN   1944-8244 . ПМИД   30264555 . S2CID   52875813 .
  43. ^ Перейти обратно: а б Цзэн, Миньсян; Король, Дэниел; Хуанг, Дали; Делай, Чанву; Ван, Линг; Чен, Минфэн; Лей, Шиджун; Линь, Пэнчэн; Чен, Ин; Ченг, Чжэндун (10 сентября 2019 г.). «Иринесценция в нематиках: фотонные жидкие кристаллы нанопластин в отсутствие дальнодействующей периодичности» . Труды Национальной академии наук . 116 (37): 18322–18327. Бибкод : 2019PNAS..11618322Z . дои : 10.1073/pnas.1906511116 . ISSN   0027-8424 . ПМК   6744873 . ПМИД   31444300 .
  44. ^ http://ab-initio.mit.edu/book/photonic-crystals-book.pdf [ нужна полная цитата ] [ постоянная мертвая ссылка ]
  45. ^ Хосейн, И.Д.; Гебребран, М; Джоаннопулос, JD; Лидделл, CM (2010). «Анизотропия формы димера: несферический коллоидный подход к всенаправленной фотонной запрещенной зоне». Ленгмюр . 26 (3): 2151–9. дои : 10.1021/la902609s . ПМИД   19863061 .
  46. ^ Хосейн, Ян Д; Ли, Стефани Х; Лидделл, Чекеша М (2010). «Трехмерные фотонные кристаллы на основе димеров». Передовые функциональные материалы . 20 (18): 3085–91. дои : 10.1002/adfm.201000134 . S2CID   136970162 .
  47. ^ Хосейн, Ян Д; Джон, Беттина С; Ли, Стефани Х; Эскобедо, Фернандо А; Лидделл, Чекеша М (2009). «Ротатор и кристаллические пленки посредством самосборки коллоидных димеров с короткой длиной связи». Дж. Матер. Хим . 19 (3): 344–9. дои : 10.1039/B818613H .
  48. ^ Перейти обратно: а б Васантха, Вивек Арджуна; Расли, Венди; Цзюньхуэй, Чен; Вэньгуан, Чжао; Срикант, Кандаммате Валиявиду; Сингх, Ранджан; Партибан, Анбанандам (29 августа 2019 г.). «Высокомонодисперсные несферические полимерные частицы, функционализированные цвиттер-ионами, с настраиваемой иризацией» . РСК Прогресс . 9 (47): 27199–27207. Бибкод : 2019RSCAd... 927199V дои : 10.1039/C9RA05162G . ISSN   2046-2069 . ПМК   9070653 . ПМИД   35529225 .
  49. ^ «Оптические вычисления взлетают на крыльях бабочки» . www.gizmag.com . 17 сентября 2013 г.
  50. ^ Тернер, Марк Д; Саба, Матиас; Чжан, Цимин; Камминг, Бенджамин П.; Шредер-Тюрк, Герд Э; Гу, Мин (2013). «Миниатюрный киральный светоделитель на основе гироидных фотонных кристаллов». Природная фотоника . 7 (10): 801. Бибкод : 2013NaPho...7..801T . дои : 10.1038/nphoton.2013.233 . S2CID   121830223 .
  51. ^ Перейти обратно: а б Джон Д. Джоаннопулос; Джонсон С.Г.; Винн Дж. Н.; Мид Р.Д. (2008), Фотонные кристаллы: формирование потока света (2-е изд.), Princeton University Press, Bibcode : 2008pcmf.book.....J , ISBN  978-0-691-12456-8 [ нужна страница ]
  52. ^ Попов, Е (1993). «II Дифракция света на решетках Relife: макроскопический и микроскопический взгляд». Прогресс в оптике . 31 (1): 139–187. Бибкод : 1993PrOpt..31..139P . дои : 10.1016/S0079-6638(08)70109-4 . ISBN  9780444898364 .
  53. ^ Фудзита, Т; Сато, Ю; Куитани, Т; Исихара, Т (1998). «Настраиваемое поляритонное поглощение микрорезонаторов с распределенной обратной связью при комнатной температуре». Физ. Преподобный Б. 57 (19): 12428–12434. Бибкод : 1998PhRvB..5712428F . дои : 10.1103/PhysRevB.57.12428 .
  54. ^ Художник, О; Ли, Р.К.; Шерер, А; Ярив, А; О'Брайен, JD; Дапкус, П.Д.; Ким, я (1999). «Двумерный фотонный лазер с дефектом запрещенной зоны». Наука . 284 (5421): 1819–1821. дои : 10.1126/science.284.5421.1819 . ПМИД   10364550 .
  55. ^ Нода, С; Чутинан, А; Имада, М. (2000). «Захват и испускание фотонов одним дефектом в фотонной запрещенной структуре». Природа . 407 (1): 608–610. Бибкод : 2000Natur.407..608N . дои : 10.1038/35036532 . ПМИД   11034204 . S2CID   4380581 .
  56. ^ Танабэ, Т; Нотоми, М; Курамочи, Э; Шинья, А; Танияма, Х (2007). «Улавливание и задержка фотонов на одну наносекунду в сверхмаленьком фотонно-кристаллическом нанорезонаторе с высокой добротностью». Природная фотоника . 1 (1): 49–52. Бибкод : 2007NaPho...1...49T . дои : 10.1038/nphoton.2006.51 . S2CID   122218274 .
  57. ^ Ци, М; Лидорикис, Э; Ракич, П. Т; Джонсон, С.Г.; Иппен, Э.П; Смит, Х.И. (2004). «Трёхмерный оптический фотонный кристалл с спроектированными точечными дефектами». Природа . 429 (1): 538–542. Бибкод : 2004Natur.429..538Q . дои : 10.1038/nature02575 . ПМИД   15175746 . S2CID   4389158 .
  58. ^ Ринне, SA; Гарсия-Сантамария, форвард; Браун, П.В. (2008). «Встроенные резонаторы и волноводы в трехмерных фотонных кристаллах кремния». Природная фотоника . 2 (1): 52–56. Бибкод : 2008NaPho...2...52R . дои : 10.1038/nphoton.2007.252 .
  59. ^ Аоки, К; Гимар, Д; Нисиока, М; Номура, М; Ивамото, С; Аракава, Ю. (2008). «Связь излучения квантовых точек с трехмерной фотонно-кристаллической нанополостью». Природная фотоника . 2 (1): 688–692. Бибкод : 2008NaPho...2..688A . дои : 10.1038/nphoton.2008.202 .
  60. ^ Вон, Р. (2014). «Мобильные высокодобротные нанорезонаторы» . Природная фотоника . 8 (1): 351. doi : 10.1038/nphoton.2014.103 .
  61. ^ Бировосуто, доктор медицины; Йоко, А; Чжан, Г; Татено, К; Курамочи, Э; Танияма, Х; Нотоми, М (2014). «Подвижные высокодобротные нанорезонаторы, реализованные из полупроводниковых нанопроволок на фотонно-кристаллической платформе Si». Природные материалы . 13 (1): 279–285. arXiv : 1403.4237 . Бибкод : 2014NatMa..13..279B . дои : 10.1038/nmat3873 . ПМИД   24553654 . S2CID   21333714 .
  62. ^ Анг, Анджелин С; Сухов Сергей В; Догариу, Аристид; Шалин, Александр С (2017). «Силы рассеяния внутри левого фотонного кристалла» . Научные отчеты . 7 : 41014. Бибкод : 2017NatSR...741014A . дои : 10.1038/srep41014 . ПМЦ   5253622 . ПМИД   28112217 .
  63. ^ Перейти обратно: а б Рыбин, Михаил; Лимонов, Михаил (2016). «Метод обратной дисперсии для расчета сложной фотонной зонной диаграммы и симметрии PT». Физический обзор B . 93 (16): 165132. arXiv : 1707.02870 . Бибкод : 2016PhRvB..93p5132R . дои : 10.1103/PhysRevB.93.165132 . S2CID   119093822 .
  64. ^ Ордехон, Пабло (1998). «Методы сильной связи порядка N для электронной структуры и молекулярной динамики». Вычислительное материаловедение . 12 (3): 157–91. дои : 10.1016/S0927-0256(98)00027-5 .
  65. ^ Ричард М. Мартин, Методы линейного масштабирования «порядка N» в теории электронной структуры
  66. ^ К. Сакода, Оптические свойства фотонных кристаллов, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2001
  67. ^ Хусейн, М.И. (2009). «Уменьшенное расширение моды Блоха для расчетов периодической зонной структуры среды». Труды Королевского общества A: Математические, физические и технические науки . 465 (2109): 2825–48. arXiv : 0807.2612 . Бибкод : 2009RSPSA.465.2825H . дои : 10.1098/rspa.2008.0471 . JSTOR   30243411 . S2CID   118354608 .
  68. ^ Ли, Хе Су; Шим, Тэ Суп; Хван, Хёрим; Ян, Сын Ман; Ким, Шин Хён (9 июля 2013 г.). «Коллоидные фотонные кристаллы к структурным цветовым палитрам защитных материалов» . Химия материалов . 25 (13): 2684–2690. дои : 10.1021/см4012603 . ISSN   0897-4756 .
  69. ^ Ким, Чон Бин; Ли, Сын Ёль; Ли, Чон Мин; Ким, Шин Хён (24 апреля 2019 г.). «Проектирование структурно-цветовых узоров, состоящих из коллоидных массивов». Прикладные материалы и интерфейсы ACS . 11 (16): 14485–14509. дои : 10.1021/acsami.8b21276 . ISSN   1944-8244 . ПМИД   30943000 . S2CID   206495833 .
  70. ^ Нельсон, Э.; Диас, Н.; Бассетт, К.; Данэм, Саймон Н.; Верма, Варун; Мияке, Масао; Вильциус, Пьер; Роджерс, Джон А.; Коулман, Джеймс Дж.; Ли, Сюлин; Браун, Пол В. (2011). «Эпитаксиальный рост оптоэлектронных устройств трехмерной архитектуры». Природные материалы . 10 (9). Спрингер Нэтчер Лимитед: 676–681. Бибкод : 2011NatMa..10..676N . дои : 10.1038/nmat3071 . ISSN   1476-4660 . ПМИД   21785415 .
  71. ^ Халир, Роберт; Ортега-Монукс, Алехандро; Бенедикович, Даниэль; Машанович, Горан З.; Вангумерт-Перес, Х. Гонсало; Шмид, Йенс Х.; Молина-Фернандес, Иниго; Чебен, Павел (2018). «Структуры метаматериала с субволновыми решетками для кремниевых фотонных устройств» . Труды IEEE . 106 (12): 2144–2157. дои : 10.1109/JPROC.2018.2851614 . ISSN   0018-9219 . S2CID   53727312 .
  72. ^ Луке-Гонсалес, Хосе Мануэль; Санчес-Постиго, Алехандро; Хадидж-эль-Хуати, Абдельфетта; Ортега-Монюкс, Алехандро; Вангуэмерт-Перес, Х. Гонсало; Шмид, Йенс Х.; Чебен, Павел; Молина-Фернандес, Иньиго; Халир, Роберт (26 августа 2021 г.). «Обзор кремниевых субволновых решеток: создание прорывных устройств с анизотропными метаматериалами» . Нанофотоника . 10 (11): 2765–2797. Бибкод : 2021Nanop..10..110L . дои : 10.1515/nanoph-2021-0110 . ISSN   2192-8614 . S2CID   237002070 .
  73. ^ Барвич, Таймон; Пэн, Бо; Лейди, Роберт; Янта-Польчинский, Александр; Хоутон, Томас; Хатер, Марван; Камлапуркар, Света; Энгельманн, Себастьян; Фортье, Поль; Бойер, Николя; Грин, Уильям MJ (2019). «Интегрированные интерфейсы метаматериалов для самовыравнивающегося соединения волокна с чипом в серийном производстве» . Журнал IEEE по избранным темам квантовой электроники . 25 (3): 1–13. Бибкод : 2019IJSTQ..2579018B . дои : 10.1109/JSTQE.2018.2879018 . ISSN   1077-260X . S2CID   57361807 .
  74. ^ Гевонт, Кен; Ху, Шурен; Пэн, Бо; Раковский, Михал; Раух, Стюарт; Розенберг, Джесси С.; Шахин, Оригинал; Стоберт, Ян; Стрикер, Энди; Намми, Карен; Андерсон, Фредерик А.; Айяла, Хавьер; Барвич, Таймон; Бянь, Юшэн; Дезфулиан, Кевин К. (2019). «Технология литейного производства монолитной кремниевой фотоники 300 мм» . Журнал IEEE по избранным темам квантовой электроники . 25 (5): 1–11. Бибкод : 2019IJSTQ..2508790G дои : 10.1109/JSTQE.2019.2908790 . ISSN   1077-260X . S2CID   133073616 .
  75. ^ Фаулер, Дайвид; Гросс, Филипп; Геи, Фабьен; Шелаг, Бертран; Бодо, Шарль; Вуйе, Натали; Планшо, Джонатон; Бёф, Фредерик (04 марта 2019 г.). «Разработка оптоволоконного решетчатого соединителя для комплектов технологического проектирования Si-фотоники в ЦЭА-ЛЭТИ» . В Ли, Эль-Ханг; Он, Парусный спорт (ред.). Интеллектуальные фотонные и оптоэлектронные интегральные схемы XXI . Том. 10922. Сан-Франциско, США: SPIE. стр. 19–25. Бибкод : 2019SPIE10922E..05F . дои : 10.1117/12.2511845 . ISBN  978-1-5106-2486-3 . S2CID   139853679 .
  76. ^ Лю, Вэй; Ма, Приветствую; Уолш, Анника (2019). «Прогресс в фотонно-кристаллических солнечных элементах» . Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики . 116 . ScienceDirect/Elsevier: 109436. doi : 10.1016/j.rser.2019.109436 . S2CID   208845660 .
  77. ^ Наир, Раджеш; Виджая, Рамарао (май 2010 г.). «Фотонно-кристаллические датчики: обзор». Прогресс в квантовой электронике . 34 (3): 89–134. Бибкод : 2010PQE....34...89N . doi : 10.1016/j.pquantelec.2010.01.001 .
  78. ^ Фенцль, К; Хирш, Т; Вольфбайс, ОС (2014). «Фотонные кристаллы для химического и биосенсорного зондирования». Angewandte Chemie, международное издание . 53 (13). Уайли – ВЧ: 3318–3335. дои : 10.1002/anie.201307828 . ПМИД   24473976 .
  79. ^ Дивья, Дж; Сальвендран, С; Сиванта Раджа, А (2019). «Оптический биосенсор на основе фотонных кристаллов: краткое исследование». Лазерная физика . 28 (6). IOP Science/Astro Ltd.: 066206. doi : 10.1088/1555-6611/aab7d2 . S2CID   126417210 .
[ редактировать ]
Викискладе есть медиафайлы, связанные с фотонными кристаллами .
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Photonic_crystal&oldid=1224522534#Computing_photonic_band_structure"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 3f48ff41c5d4e16f97a74b4c84303703__1716059220
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/3f/03/3f48ff41c5d4e16f97a74b4c84303703.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Photonic crystal - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)