光子禁帶 又名：PhotonicBand-Gap

　　背景

　　20世紀80年代末，人們發(fā)現(xiàn)光在一種介電常量周期變化的空間介質(zhì)中傳播時，某些頻率的光不能透過，即出現(xiàn)光子的頻率禁帶．之后“光子晶體”。這一嶄新的概念便出現(xiàn)在光學領域。光子晶體是一種折射率周期排列的合成材料，其主要特征就是存在光子禁帶。在禁帶中，某些頻率范圍的光不能透過；而在某些頻率范圍內(nèi)的光是可以透過的。因此，光子晶體既可以是光子的絕緣體，又可以是光子的良導體。作為一種新興的人工微結構材料，光子晶體是光學領域技術突破性進步的關鍵。

　　光子晶體是一類在光學尺度上具有周期性介電結構的人工設計和制造的晶體。與半導體晶格對電子波函數(shù)的調(diào)制相類似，光子帶隙材料能夠調(diào)制具有相應波長的電磁波---當電磁波在光子帶隙材料中傳播時，由于存在布拉格散射而受到調(diào)制，電磁波能量形成能帶結構。

　　特征

　　光子帶隙是光子晶體最重要的特征。光子晶體具有和半導體相似的結構，只是將半導體中周期變化的原子變成了周期變化的兩種不同介電常數(shù)的介質(zhì)材料。和半導體材料一樣，介電常數(shù)的周期性排列產(chǎn)生了一定的“勢場”，當兩種材料的介電常數(shù)相差足夠大時，在電介質(zhì)界面上會出現(xiàn)布拉格散射，產(chǎn)生光子帶隙，能量落在帶隙處的光將不能傳播。 兩種介質(zhì)材料的介電常數(shù)比 （或折射率比） 越大，布拉格散射越強烈，就越有可能出現(xiàn)光子帶隙。光子帶隙可以分為完全帶隙與不完全帶隙。所謂完全帶隙，是指光在整個空間的所有傳播方向上都有帶隙，且每個方向上的禁帶能相互重疊；不完全帶隙，相應于空間各個方向上的禁帶并不完全重疊，或只在特定的方向上有禁帶。