利用棱台全息干涉制作三维光子晶体的研究

"这篇文章是2012年9月发表在《常州大学学报（自然科学版）》第24卷第3期上的一篇研究论文，由陈猛、薛峰、李淑娟和陈宪锋合作完成。文章探讨了一种利用棱台棱镜全息干涉技术来制作光子晶体的方法，重点关注了棱台倾角和激光偏振状态对光子晶体结构的影响，并运用固体物理中的倒格子理论进行深入分析。" 本文主要研究的是光子晶体的制备技术，这是一种具有特殊光学性质的人工微结构材料。在实验中，研究者利用正六棱台棱镜的折射特性，成功地将一束入射光分解为七束相干光束。这些相干光束通过激光的全息干涉形成空间干涉场，这个干涉场是制作光子晶体的关键步骤。全息干涉是一种利用光波的干涉原理记录并再现物体信息的技术，在这里被用来控制光子的传播路径和相互作用，从而在感光材料中形成特定的三维结构。 感光材料的选择对于最终光子晶体的质量至关重要。在实际操作中，研究人员选取了适合的感光材料，该材料在曝光于特定光场后会发生化学反应，形成稳定的光栅结构，进而构成三维光子晶体。这种晶体具有周期性的微观结构，可以对光的传播进行调控，具有潜在的应用价值，例如在光通信、光学存储和光学陷阱等领域。 进一步的研究集中在棱台倾角和激光偏振状态对光子晶体结构的影响。棱台的角度改变会直接影响到光束的分离和干涉效果，从而影响晶体的周期性和空间分布。而激光的偏振状态则可能改变光束的相位关系，影响干涉图案的形成，进而影响光子晶体的最终形态。通过对这些参数的精确控制，可以实现对光子晶体结构的定制。 最后，论文利用固体物理中的倒格子理论对生成的光子晶体结构进行了理论分析。倒格子理论是描述晶体结构的一种数学工具，它能够帮助研究人员理解光子在晶体内如何运动，以及光子能带结构的形成。通过这种方法，可以预测和解释光子晶体的光学性能，如禁带宽度和光子模式等。 这篇论文详细介绍了如何利用棱台棱镜全息干涉技术来制作光子晶体，以及相关参数对晶体结构的影响。这项研究不仅提供了新的光子晶体制备方法，也为理解和优化光子晶体的光学性质提供了理论基础。