[实用新型]一种光子晶体测量装置

说明书

本实用新型公开了一种光子晶体测量装置，由自上而下的单色激光光源、垂直入射光、二维光子晶体、环形置物台、固定支架、底座组成，其中，单色激光光源、环形置物台分别通过固定支架固定在底座两侧，二维光子晶体水平放置在环形置物台上，单色激光光源竖直发射的垂直入射光与二维光子晶体的平面垂直，最终投射到底座上，二维光子晶体的平面与底座的上表面平行且间距为h。本装置可以通过测量投影在底座上的德拜环直径D来计算出二维光子晶体的晶格间距d，可以作为演示实验或实验教学，采用不同直径的纳米球在载玻片上排列成二维光子晶体，可以得到不同直径的德拜环，加深学生对二维光子晶体的认识及理解。

一、技术领域

本发明涉及一种光子晶体测量装置，用于实验测量研究领域。

二、背景技术

光子晶体是指具有光子带隙(PhotonicBand-Gap，简称为PBG)特性的人造周期性电介质结构，有时也称为PBG光子晶体结构。所谓的光子带隙是指某一频率范围的波不能在此周期性结构中传播，即这种结构本身存在“禁带”。按照光子晶体的光子禁带在空间中所存在的维数，可以将其分为一维光子晶体、二维光子晶体和三维光子晶体。二维光子晶体在单色垂直入射光(波长λ)照射下会在投影平面上形成德拜环，德拜环直径D、二维光子晶体与投影平面的距离h以及二维光子晶体周期晶格间距d三者存在特定关系其中，二维光子晶体周期晶格间距d是一个微观小量，一般方法难以测量。

三、发明内容

一种光子晶体测量装置，由自上而下的单色激光光源、垂直入射光、二维光子晶体、环形置物台、固定支架、底座组成，其中，单色激光光源、环形置物台分别通过固定支架固定在底座两侧，二维光子晶体水平放置在环形置物台上，单色激光光源竖直发射的垂直入射光与二维光子晶体的平面垂直，最终投射到底座上，二维光子晶体的平面与底座的上表面平行且间距为h。底座在两个固定支架中间的区域应当足够大，以便容纳投射的激光圈。

所述的单色激光光源为波长为532nm的绿色激光。

所述的二维光子晶体为单层聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)纳米球密集排列在载玻片上，纳米球直径(即二维光子晶体周期晶格间距)d。

所述的二维光子晶体与底座6的间距h取值为20cm。

所述的环形置物台、固定支架、底座均为铸铁或不锈钢等刚性材料制成。

所述底座表面为绿色以外的颜色，以便绿色激光投射到上面时能观察出来，更优选的方案中，底座表面选用白色或灰色等浅色。

有益效果

二维光子晶体的晶格间距d的大小一般在几百纳米到几微米左右，通常的测量仪器难以直接测量，本装置可通过常规米尺直接测量投影在底座6上的德拜环直径D以及二维光子晶体3与底座6的间距h来方便得到二维光子晶体的晶格间距d。此外，本装置可以作为演示实验或实验教学，采用不同直径的纳米球在载玻片上排列成二维光子晶体，可以得到不同直径的德拜环，加深学生对二维光子晶体的认识及理解。

附图说明

图1为一种光子晶体测量装置结构示意图。

实施例1：

一种光子晶体测量装置，由自上而下的单色激光光源1、垂直入射光2、二维光子晶体3、环形置物台4、固定支架5、底座6所组成，其中，单色激光光源1、环形置物台4分别通过固定支架5固定在底座6两侧，二维光子晶体3水平放置在环形置物台4上，单色激光光源1竖直发射的垂直入射光2与二维光子晶体3的平面垂直，二维光子晶体3的平面与底座6的上表面平行且间距为h。

所述的单色激光光源1为波长为532nm的绿色激光。

所述的二维光子晶体3为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)纳米球单层密集排列在载玻片上，纳米球直径为(即二维光子晶体周期晶格间距)d。