光子晶體(Photonic crystal)

 

“光子晶體(Photonic crystal)”又稱為“納米玻璃(Nano glass)”，為了可以有效地縮小光波導元件的尺寸，達到光通訊元件小型化的目的，必須設計出可以讓光90?直角轉彎的三維光波導元件，因此科學家將光波導基板蝕刻成規則的一維、二維或三維幾何形狀，使光波沿著前進方向發生干涉、繞射等光學現象，使光可以在沒有損耗的情況下90?直角轉彎，因此可以制作出三維光波導元件，圖8-38為一維、二維或三維幾何形狀的光波導元件示意圖。圖8-39(a)是科學家實際在玻璃基板上制作出來的光子晶體幾何結構，是科學家利用“電腦模擬”光訊號在光子晶體內前進的能量分布圖，由圖中可以看出光訊號可以急遽轉彎。

 

不幸的是，理論計算出來光子晶體的光波導寬度都在數百納米左右，可是前面曾經介紹過，當光纖的纖核(光波導)直徑小于5?m(微米)時，只有第一模態的光會進入纖核中(單模光纖)，所以光波導寬度只有數百納米左右時，沒有任何一個模態的光能夠進入光波導中，換句話說，我們可以利用微機電系統的制程技術制作出光子晶體，卻沒辦法將光訊號導入光子晶體中，所以現在光子晶體是一種只能在電腦中模擬的光學元件，

如何讓這種元件成真，恐怕還要科學家們再多多努力啰！