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日本京都大学制作出全球首个3-D光子晶体

日本京都大学制作出全球首个3-D光子晶体

  日本京都大学设计制作了一个工作在1.55微米波长上的真正三维(3-D)光子晶体。

  

   这种3-D人工晶体嵌入在砷化镓材料中,其中心是砷化铟镓磷化物发光层。

   光子晶体的周期结构模仿的是硅等晶体的几何机构,但是光子晶体的结构周期接近于光子而不是电子的波长。结果产生了类似于半导体的光子能带隙结构。

   京都大学的科研团队试图开发一种像电子半导体一样用途广泛的全功能光子半导体。该大学已经实现了两种主要的结构变化:任意在光子晶格中引入变化,类似于半导体中的掺杂;在光子晶体结构中纳入发光体。

   光子晶格变化域的大小从3.77×3.60平方微米直到0.44×0.60平方微米,在这一区域的光的行为可以观察到。在此区域周围的光子晶体中,有1.55微米光域不能传播光,原因是光子存在能带隙。但是这一变化区域可以发射出很高质量的光(因为周围的介质几乎是一种完美的光绝缘体)。最大的变化域可产生广谱光,对应很多光模,而最小的变化域产生单一光模最强光,从而使这种变化域成为近乎完美的光发射器。

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