光子晶體(Photonic crystal)

 

“光子晶體(Photonic crystal)”又稱為“納米玻璃(Nano glass)”，為了可以有效地縮小光波導(dǎo)元件的尺寸，達(dá)到光通訊元件小型化的目的，必須設(shè)計(jì)出可以讓光90?直角轉(zhuǎn)彎的三維光波導(dǎo)元件，因此科學(xué)家將光波導(dǎo)基板蝕刻成規(guī)則的一維、二維或三維幾何形狀，使光波沿著前進(jìn)方向發(fā)生干涉、繞射等光學(xué)現(xiàn)象，使光可以在沒有損耗的情況下90?直角轉(zhuǎn)彎，因此可以制作出三維光波導(dǎo)元件，圖8-38為一維、二維或三維幾何形狀的光波導(dǎo)元件示意圖。圖8-39(a)是科學(xué)家實(shí)際在玻璃基板上制作出來的光子晶體幾何結(jié)構(gòu)，是科學(xué)家利用“電腦模擬”光訊號在光子晶體內(nèi)前進(jìn)的能量分布圖，由圖中可以看出光訊號可以急遽轉(zhuǎn)彎。

 

不幸的是，理論計(jì)算出來光子晶體的光波導(dǎo)寬度都在數(shù)百納米左右，可是前面曾經(jīng)介紹過，當(dāng)光纖的纖核(光波導(dǎo))直徑小于5?m(微米)時(shí)，只有第一模態(tài)的光會(huì)進(jìn)入纖核中(單模光纖)，所以光波導(dǎo)寬度只有數(shù)百納米左右時(shí)，沒有任何一個(gè)模態(tài)的光能夠進(jìn)入光波導(dǎo)中，換句話說，我們可以利用微機(jī)電系統(tǒng)的制程技術(shù)制作出光子晶體，卻沒辦法將光訊號導(dǎo)入光子晶體中，所以現(xiàn)在光子晶體是一種只能在電腦中模擬的光學(xué)元件，

如何讓這種元件成真，恐怕還要科學(xué)家們再多多努力啰！