光子晶体的研究进展与未来趋势分析

简介：
本论文综述了近年来光子晶体领域的主要研究成果，探讨了其在光学通讯、传感技术及生物医学中的应用，并展望了该领域的未来发展路径和潜在挑战。 当具有不同介电常数的介质材料在空间上呈周期性变化时，在其中传播的光波会形成带状色散曲线。如果这种有序排列的空间周期与光波长在同一量级，并且折射率差异显著，那么这些带之间可能会出现类似半导体禁带的“光子带隙”。光子晶体的一个关键特性就是它们具有这样的光子带隙，这意味着频率位于该间隙内的电磁波无法传播。 目前关于光子晶体的研究主要集中在三维结构的制造上，特别是引入可控制点缺陷或线性缺陷以实现对光线的有效操控。此外，相关的理论研究和实际应用探索也是重要的组成部分。 在这些研究中，制备具有足够小周期尺寸的三维光子晶体一直是一个核心挑战。现有的制作方法包括介质棒堆积法、精密机械加工以及半导体工艺等技术手段。