一、背景

       光子晶體（Photonic Crystals, PhCs）是一種由不同折射率的介質(zhì)周期性排列而成的人工微結(jié)構(gòu)，它可以產(chǎn)生一種稱(chēng)為光子帶隙的“禁止”頻率，具有波長(zhǎng)選擇的功能，可以有選擇地使某個(gè)波段的光通過(guò)而阻止其它波長(zhǎng)的光通過(guò)其中，因此可以產(chǎn)生許多奇妙的光學(xué)現(xiàn)象。

二、應(yīng)用概述 

       通過(guò)設(shè)計(jì)和制造光子晶體及其器件，可以控制光子的運(yùn)動(dòng)，從而用于抑制自發(fā)發(fā)射、增強(qiáng)半導(dǎo)體激光器以及光學(xué)元件的集成和小型化制造各種小型化集成光電、量子光學(xué)設(shè)備乃至集成光量子平臺(tái)。

 

       例如，光子晶體光纖利用內(nèi)部不同排列形式的氣孔對(duì)光的調(diào)制，使光被限制在低折射率的光纖芯區(qū)傳播，不但比傳統(tǒng)光纖具有更低的損耗，而且其光子帶隙結(jié)構(gòu)在非線(xiàn)性光學(xué)、超精密光學(xué)測(cè)量、量子光學(xué)等領(lǐng)域都有具有廣闊的應(yīng)用。

圖1 光子晶體光纖

       長(zhǎng)期從事材料微觀結(jié)構(gòu)與宏觀性能關(guān)聯(lián)規(guī)律研究的某高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室課題組，使用海洋光學(xué)光譜儀對(duì)光子晶體不同偏正態(tài)的反射率進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn)。

       實(shí)驗(yàn)光路如圖2所示，光譜儀通過(guò)顯微適配器耦合到顯微鏡的光路中，借助顯微鏡的成像系統(tǒng)可以精確定位光譜儀探測(cè)區(qū)域，同時(shí)通過(guò)更換不同的顯微鏡偏光片對(duì)光子晶體不同偏正狀態(tài)下的反射率進(jìn)行測(cè)量。

       在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中只需將制備好的光子晶體載玻片放置在圖2實(shí)驗(yàn)裝置的物鏡下方，即可立即從光譜儀軟件中顯示該光子晶體特定區(qū)域，特定波段的相對(duì)反射率的大小，同時(shí)通過(guò)更換偏光片對(duì)光子晶體特定偏正方向上的反射率進(jìn)行測(cè)量，從而表征光子晶體相關(guān)的性能。使用海洋光學(xué)便攜式的微型光譜儀，大大提高了實(shí)驗(yàn)效率。

三、實(shí)驗(yàn)裝置

       典型配置如下：

四、結(jié)語(yǔ)

       使用海洋光學(xué)便攜式光譜儀測(cè)試系統(tǒng)，可以獲得不同區(qū)域，不同偏正狀態(tài)下的光子晶體反射率，從而有助于高效率的對(duì)光子晶體相關(guān)特征進(jìn)行表征，從而制備出符合預(yù)期的光子晶體材料。海洋光學(xué)反射率測(cè)試系統(tǒng)，靈活多變，通過(guò)添加不同的附件，可以適用于多種應(yīng)用環(huán)境，大大提高了實(shí)驗(yàn)效率，降低了實(shí)驗(yàn)成本。