光子晶体(PC)是1987年由John S.和Yablonovitch E分别提出的,由不同折射率介质周期排列而成的光学尺度的人工微结构。是光子学的半导体材料,具有光子带隙和光子局域效应,能够操控光子的传输。设计以光子晶体为基础的类似于集成电路的“集成光路”,最终发展成全光通信、光子计算机等光子产业是全球科学家们的梦想。
在实验室现有的条件下,进行了以下几方面的研究:
1、单棱镜共路干涉全息光刻系统(激光扩束+无顶棱镜)。
图1 光刻系统的激光扩束
图2 无顶棱镜的模型设计
2、在光致抗蚀剂材料SU8上制作的六角晶格、蜂窝结构PC的AFM图如图3所示。
图3 六角晶格、蜂窝结构PC的AFM图
3、在聚合物液晶(PDLC)材料上制作PC结构的SEM、AFM图以及激光衍射图和电转换特性测试。
图4(a)SEM图 (b)AFM图
图5(a)激光衍射图 (b)电转换特性测试图
4、设计的二维多重光子准晶结构及衍射计算图,如图6所示。
图6 二维多重光子准晶结构及衍射计算图
5、三维12重和18重光子准晶结构、衍射图及带隙图。
图7 (a)三维12重(b)三维18重
6、不同曝光条件制作的10重光子准晶AFM、激光衍射图及理论模拟图。
图8(a)曝光条件一下的模拟与实验测试图
图8(b)曝光条件二下的模拟与实验测试图