与光子晶体材料相关的光学效应及应用

选择性重定向特定波长光的能力使光子晶体材料备受关注。目前，关于光子晶体材料制备与应用的研究十分丰富。多种结构可归入光子晶体范畴；只要存在具有足够折射率对比的有序重复介电材料晶格，一维、二维与三维有序结构均可视为光子晶体。这些结构的光学响应，即相关的光子带隙或阻带，对任何涉及光的应用都尤为关键。光子带隙对晶格尺寸或折射率组成的敏感性为高精度光学传感器提供了可能。在光子带隙边缘波长处利用群速度降低的光学现象常被用于光催化应用。光子带隙固有的反射特性催生了在光波导或太阳能电池反射层中的应用。大量研究试图利用光子晶体行为的这些方面以改进材料设计。本文综述了光子晶体在广泛学科中的作用，并梳理了这些结构增强特定应用的方式。重点在于阐明光子晶体中可调光学响应相对于其应用的具体功能。