[发明专利]一种连续调节光子晶体禁带位置的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光子晶体，属于光电子技术领域。

背景技术

光子产业中存在着一种基础的材料——光子晶体，光子晶体的研究不仅仅是光通讯领域内的问题，同时它对其他相关产业也将产生巨大的影响。自从1987年Yablonowitch和John分别独立地提出了光子晶体和光子禁带的概念以来，光子晶体就成为国内外都受到极大重视的热点课题，在光学物理、凝聚态物理、电磁波、信息技术等领域引起了人们广泛的关注。在这短短二十年里，光子晶体在理论研究和实验研究方面都取得了显著的成果，并且在某些领域也有了一定的应用，比如光子晶体光集成回路、光子晶体光波导、光子晶体滤波器等。但这毕竟是一种全新的概念，对它的研究还不够深入和广泛，其很多特性还没有得到很好的应用，有必要开展进一步的研究，尤其是在可见光波段全向禁带的实现与展宽方面。而光子晶体三维全空间禁带的获得是光子晶体诸多应用得以实现的前提，因此，三维全空间禁带的实现及其制备技术更是受到人们的广泛关注，并一直是光子晶体领域理论、实验和应用研究所关注的热点。

目前，实现全空间禁带一直是人们所追求的，但是，有些时候在光子晶体的应用中可能并不需要具有全空间禁带的光子晶体，而是需要禁带位置可调节的光子晶体，也即所需的禁带宽度可能并不是很宽，但是其中心位置可能需要多个。针对该需求，中国专利CN1558266A提出了一种调节光子晶体禁带位置的方法，其方法是用向光子晶体结构中填充具有不同介电常数的液体，如水ε＝1.77，甘油ε＝2.25，液体将占据原来空气的位置，因此光子晶结构的构成发生改变，ε随空间变化的函数发生改变，因此其禁带位置也就发生了改变，需要调整到什么波段，只需填充相应ε值的液体，这种方法虽然能够提供禁带位置可调的光子晶体，但是，这种方法存在一定的缺陷，主要表现在以下两个方面：1、对于某个特定禁带位置来说，可能现实当中并不存在与其对应的液体，也即没有任何一种液体的折射率能够使得光子晶体的禁带位置处于那个特定的点上，或者即使有这种液体，但是这种液体由于具有腐蚀性或者光学特性不稳定等因素而不适于填充到光子晶体中；2、该方法只能提供间断点的禁带位置，但是在有些情况下我们可能需要禁带位置是连续变化的。

发明内容

本发明就是为解决上述问题而提出的，提供一种禁带位置连续可调的光子晶体及其制作方法，很好的解决现有技术中所存在的问题之一或全部。

本发明的思想是将一种折射率连续可调的流体填充到光子晶体结构中，这样也就实现了光子晶体禁带位置的连续可调。

根据本发明的一实施例，提供了一种连续调节光子晶体禁带位置的装置，其特征在于：流体混合器(4)的两个输入端分别连接第一流体导管和第二流体导管，这两根流体导管分别接入一种流体，这两种流体相溶并且折射率不同，所述的第一流体导管上设置有第一流量开关，第二流体导管上设置有第二流量开关，所述两个流量开关用于控制流体导管中流体的流量；所述流体混合器的输出端通过第三流体导管与流体缓冲器的输入端连接，所述流体缓冲器的输出端通过第四流体导管与容器的输入端连接，所述容器内置有光子晶体，通过第四流体导管进入所述容器内的流体可进入光子晶体内的空气所占据的位置，所述容器的输出端通过第五流体导管与回收处理装置连接，所述第五流体导管上设置有第三流量开关，所述第一，第二和第三流量开关都由控制器来进行流量控制。

根据本发明的另外一实施例，提供了一种连续调节光子晶体禁带位置的装置，其特征在于：流体混合器(4)的两个输入端分别连接第一流体导管和第二流体导管，这两根流体导管分别接入一种流体，这两种流体相溶并且折射率不同，所述的第一流体导管上设置有第一流量开关，第二流体导管上设置有第二流量开关，所述两个流量开关用于控制流体导管中流体的流量；所述流体混合器的输出端通过第三流体导管与流体缓冲器的输入端连接，所述流体缓冲器的输出端通过第四流体导管与光子晶体的输入端连接，通过第四流体导管进入光子晶体内的流体可占据光子晶体内空气所占据的位置，所述光子晶体的输出端通过第五流体导管与回收处理装置连接，所述第五流体导管上设置有第三流量开关，所述第一，第二和第三流量开关都由控制器来进行流量控制。

根据前述的两个实施例，其中所述的回收处理装置是蒸馏装置或膜分离装置。

根据前述的两个实施例，其中所述的两种流体全部为液体或者全部为气体。

根据前述的两个实施例，其中所述的两种流体分别为水和甘油。