kryształ fotoniczny

kryształ fotoniczny,

fiz. materiał o okresowej strukturze, złożony na przemian z komórek elementarnych o dużym i małym współczynniku załamania światła i rozmiarach porównywalnych z długością fal świetlnych z określonego przedziału widma;

przypuszcza się, że zastosowanie kryształu fotonicznego pozwoli m.in. na kontrolowanie rozchodzenia się fali świetlnej oraz stworzy możliwości budowania fotonicznych układów scalonych i opt. sieci telekomunik. o ogromnych przepustowościach (rzędu Pbitów/s). Wpływ kryształu fotonicznego na bieg światła jest podobny do wpływu wywieranego przez sieć krystal. na ruch elektronów w krysztale półprzewodnika (stąd nazwa „kryształ fotoniczny”). Struktura kryształu fotonicznego powoduje, że fale świetlne z pewnego zakresu długości fal nie mogą rozchodzić się wewnątrz kryształu fotonicznego — powstaje tzw. przerwa fotoniczna (analogicznie do zabronionej przerwy energ. w krysztale półprzewodnika). Przykładami wytworzonych sztucznie dwuwymiarowych kryształów fotonicznych są światłowody fotoniczne oraz warstwy fotoniczne, które po wprowadzeniu odpowiedniego zaburzenia periodycznej struktury mogą służyć do zmiany kierunku sygnału świetlnego na odległościach znacznie mniejszych niż w konwencjonalnych układach optyki zintegrowanej; w przyszłości powinno to pozwolić na otrzymanie układów fotonicznych o rozmiarach porównywalnych z rozmiarami urządzeń mikroelektronicznych, służących do sterowania światłem. Przykładem naturalnie występującego trójwymiarowego kryształu fotonicznego jest opal, przykładem warstwy fotonicznej — skrzydła motyli z rodzaju Morpho; jednowymiarowymi kryształami fotonicznymi są znane i od dawna wykorzystywane warstwy dielektr., które charakteryzują się współczynnikiem odbicia zależnym od długości fali padającego światła. Ideę kryształu fotonicznego wysunęli 1987 E. Yablonovitch i J. Sajeev.