光子晶体偏振器
摘 要：当二维光子晶体中TE/TM模式光子能带结构不同，并且其光子带隙的位置互相错开时，光子晶体可以用作偏振器。传统的偏振器由于其自身的局限性——方面，只能对很小的频率范围或某一入射角度范围有效；另一方面，其体积也相对比较大，不容易实现光学集成。然而采用二维光子晶体来制作的偏振器可以在很大的频率范围内工作，并且其体积很小，很容易在Si片上集成或直接在Si基上制成，因而光子晶体偏振器也引起了广泛的关注。
关键词：光子晶体；偏振器；光子带隙
- 光子晶体基本概念
（一）光子晶体的提出
人类对半导体材料电性能的认识，催生了对电子运动的控制，将人类带入了计算机和信息社会。对合金和陶瓷的山气性能的研究，发现了高温超导现象．基于相同的是，人类在材料光学性能的研究中，提出了相似的问题：材料的自发辐射是否可以控制？从而产生了光子晶体的概念。
（二）电子能带和光子能带
光子在光子晶体中的运动规律与电子在固体品格的运动规律类似，因此光子晶体中介电函数的周期性变化能产生光子能带结构。当电磁波在周期性排列的介电材料中传播时，由于在不同介质交界而处介质对电磁波的布拉格散射，电磁波将受到调制而形成能带结构，并导致在带与带之间光子能隙的出现。光子能隙不仅与光子能量有关，而且与光波的传播方向有关。光子能隙可分为两种：一种不完全能隙，能隙只出现在某些特定的方向上；另一种是完全能隙，即在各个方向上都有能隙存在.如果光子落在完全能隙内，则此频率的光在该光子晶体中沿任何方向都不能传播，这就是所谓的光子禁带[1][2]。由于光子禁带的存在，光子晶体可以抑制自发辐射.我们知道，自发辐射的几率是与光子所在频率的态的数目成正比.当原子被放在一个光子晶体里面，而它自发辐射的光频率正好落在光子禁带中时，由于该频率的光子的态的数目为零，自发辐射也就被抑制.反过来，光子晶体也可增强自发辐射，只要增加该频率光子的态的数目便可实现.如在光子晶体中加入杂质，光子禁带中会出现品质因子非常高的杂质态，具有很大的态密度，这样便可实现自发辐射的增强。
二、光子晶体的应用
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