1、光子晶體:光子晶體是指具有光子帶隙（PhotonicBand-Gap,簡稱為PBG）特性的人造周期性電介質結構，有時也稱為PBG光子晶體結構。簡介：光子晶體（PhotonicCrystal）是在1987年由S.John和E.Yablonovitch分別獨立提出，是由不同折射率的介質周期性排列而成的人工微結構。光子晶體即光子禁帶材料，從材料結構上看，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的調制相類似，光子帶隙材料能夠調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制，電磁波能量形成能帶結構。能帶與能帶之間出

2、現帶隙，即光子帶隙。所具能量處在光子帶隙內的光子，不能進入該晶體。光子晶體和半導體在基本模型和研究思路上有許多相似之處，原則上人們可以通過設計和制造光子晶體及其器件，達到控制光子運動的目的。光子晶體（又稱光子禁帶材料）的出現，使人們操縱和控制光子的夢想成為可能。（應用）簡單地說，光子晶體具有波長選擇的功能，可以有選擇地使某個波段的光通過而阻止其它波長的光通過其中。背景:微波波段的帶隙常稱為電磁帶隙（ElectromagneticBand-Gap,簡稱為EBG）,光子晶體的引入為微波領域提供了新的研究方向。光子晶體完全依靠自身結構就可實現帶阻濾波，且結構比較簡單，在微波電路、微波天線等方面均具有

3、廣闊的應用前景。國外在這一方面的研究已經取得了很多成果，而國內的研究才剛剛起步，所以從事光子晶體的研究具有重要的意義。（研究現狀）光子晶體是指具有光子帶隙（PhotonicBand-Gap,簡稱為PBG）特性的人造周期性電介質結構，有時也稱為PBG結構。所謂的光子帶隙是指某一頻率范圍的波不能在此周期性結構中傳播，即這種結構本身存在“禁帶”這一概念最初是在光學領域提出的，現在它的研究范圍已擴展到微波與聲波波段。由于這種結構的周期尺寸與“禁帶”的中心頻率對應的波長可比擬，所以這種結構在微波波段比在光波波段更容易實現。光子晶體概念的產生到1987年，E.Yablonovitch及S.John不約而同

4、地指出：在介電系數呈周期性排列的三維介電材料中，電磁波經介電函數散射后，某些波段的電磁波強度會因破壞性干涉而呈指數衰減，無法在系統內傳遞，相當于在頻譜上形成能隙，于是色散關系也具有帶狀結構，此即所謂的光子能帶結構（photonicbandstructures)。具有光子能帶結構的介電物質，就稱為光能隙系統(photonicband-gapsystem，簡稱PBG系統)，或簡稱光子晶體(photoniccrystals)o自然界中的光子晶體:一、蛋白石：盛產于澳洲的寶石蛋白石(opal)。蛋白石是由二氧化硅納米球(nano-sphere)沉積形成的礦物，其色彩繽紛的外觀與色素無關,而是因為它幾何

5、結構上的周期性使它具有光子能帶結構，隨著能隙位置不同，反射光的顏色也跟著變化；換言之，是光能隙在玩變色把戲。二、具有光子晶體結構的生物在生物界中，也不乏光子晶體的蹤影。以花間飛舞的蝴蝶為例，其翅膀上的斑斕色彩，其實是鱗粉上排列整齊的次微米結構，選擇性反射日光的結果。2003年ANDREWR.PARKER等發現一種澳洲昆士蘭的東北部森林的甲蟲(Pachyrhynchusargus)，它的外殼分布有和蛋白石一樣的光子晶體結構類似物,其具有從任何方向都可見的金屬色澤。這種棲息于大陸棚上，有著刺毛的低等海生無脊椎動物海毛蟲(seamouse)具有引人矚目的虹彩。此種海毛蟲的刺毛是由為數眾多之六角圓柱體層層疊積形