光子晶体的制备与应用展望

光子是极具潜力的信息载体,光子晶体是能够操控光的人造物质.文中阐明了光子禁带生成的基本原理,简述了光子晶体的主要制备方法,展望了光子晶体的技术开发前景.     

利用光子发射研究海洋甲藻间的细胞通讯

细胞通讯,或称细胞信息传递的研究,已成为分子生物学、细胞生物学、细胞生物物理学研究的热点,引起了许多生物学家乃至物理学家们的兴趣,因为人们认识到对许多重要的生命现象,例如生长发育、细胞分化、肿瘤发生、神经信息加工等的解释,归根到底还要在对细胞通讯的研究中得到解答.近年来,人们对细胞的化学信号传递的研究取得了一些新进展,但是长距离的细胞间的通讯在理论上仍要依赖于物理方式.细胞间的物理信号的通讯是客观存在     

为光子产业提供原动力——访信息光学专家周常河教授

去年 1 1月上海科技论坛期间 ,著名物理学家、中科院物理所的杨国桢院士曾对笔者谈起 ,他认为互联网以后 ,全球在信息方面的最大的产业之一就是光子产业。用光方式进行互联 ,速度更快 ,容量更大。受“胜者全得”理论的影响 ,国内不少地方纷纷提出创建“光谷”的计划 ,以求在即将到来的光子产业竞争中处于有利地位。杨院士并不为这种群雄纷争的局面担忧 ,相反他认为这种惟恐落后的意识对一个尚在萌芽中的产业来说是可取的 ,但他比较乐观地指出 ,上海更有可能在这一种新机遇面前有较大作为 ,他特别提到了中科院上海光机所的研究实力。几个月后…     

光子晶体简介

光子晶体简介顾国昌，陈鸿（同济大学波耳固体物理研究所）人类经过一个世纪的研究发展，电子学进人到微电子学阶段．电话、电视、电子计算机已成为现代生活不可缺少的组成部分。电子学的工作载体是电子，由于电子具有静止质量以及电子之间的库仑相互作用力，近代微电子技...     

电沉积时间对SiO2-ZnO复合光子晶体形貌及光学特性的影响

采用垂直沉积法成功制备了SiO₂光子晶体薄膜. 以SiO₂光子晶体薄膜做模板, 采用电沉积和烧结处理在ITO基底上制备了SiO₂-ZnO复合光子晶体. 利用扫描电子显微镜观察了SiO₂光子晶体模板及不同沉积时间所制备的SiO2-ZnO复合光子晶体薄膜形貌. 研究发现, 当沉积时间较短时, ZnO颗粒随机生长在SiO₂微球表面. 随着沉积时间的延长, ZnO颗粒均匀地生长在SiO₂微球表面, 以至于ZnO颗粒完全掺入模板的间隙. 对所制备的光子晶体薄膜进行反射谱测量, 发现在膜法线方向上, 光子晶体薄膜有光子带隙的出现.     

手征介质构成的体心立方光子晶体的光子带结构研究

利用平面波法计算了由手征介质构成的体心立方光子晶体的光子带结构 ,结果表明 :无论是手征介质球在电介质中的排列还是电介质球在手征介质中的排列 ,均能出现在该频率下无传播模存在的截止频率 .     

控制光子流动的晶体:光子晶体

二十世纪五十年代开始的以半导体为代表的电子带隙材料导致了微电子革命 ,其核心就在于采用这种能够操纵电子流动的电子带隙材料。我们所处的时代从某种意义上说是半导体时代 ,半导体的出现带来了从日常生活到高科技革命性的影响 :大规模集成电路、计算机、信息高速公路等等这些甚至连小学生都耳熟能详的东西都是由半导体带来的。几乎所有的半导体器体都是围绕如何利用和控制电子的运动 ,电子在其中起到决定作用。但集成的极限在可以看到的将来会出现 ,这是由电子的特性所决定的。而光子有着电子所没有的优势 :速度更快 ,没有相互作用。图为…     

手征介质构成的体心立方光子晶体的光子带结构研究

利用平面波法计算了由手征介质构成的体心立方光子晶体的光子带结构 ,结果表明 :无论是手征介质球在电介质中的排列还是电介质球在手征介质中的排列 ,均能出现在该频率下无传播模存在的截止频率 .     

光子,无所不能的探秘者

美国科学家最近发现,量子中有一种名为“缠绕”的特性,可以被应用来制作量子立体全息图。量子中有一对相互缠绕的光子,不管其相距多远,总是相互反映对方的状况。量子立体全息图正是运用量子这一幽灵般的特性,使我们得以看到隐藏着的事物的三维形象。     

质能互等式E=mc2的一个简单推导

文章依据在物理学中已知的3个基本原理:光速不变、光子具有质量以及质量守恒,给出了质能互等式E=mc2的一个简单的推导.     

处理温度对聚合物蛋白石基光子

研究了聚苯乙烯微球自组装形成的蛋白石结构光子晶体在不同温度处理后的微观形貌与反射光谱。实验结果发现随着处理温度的升高，蛋白石结构中的聚苯乙烯微球向正十二面体转变，反射光谱峰值向着短波长方向移动，实测结果证明了填充率和有效折射率对禁带位置的影响，并与理论模拟结果相符。     

鲍鱼壳中的一维光子带隙结构

光子带隙材料是一种周期性介质材料,在这种材料中,特定频带的电磁波不能沿某个方向或者任何方向传播,在5亿年前,自然世界已经因为特定的目的发展出生物光子结构,不同类型的生物光子带隙结构在近年来被发现,例如海老鼠刚毛和Elaeocarpus果实中的一维光子晶体结构,在雄性孔雀羽毛、蝴蝶翅膀中的二维光子晶体结构,在甲虫中的三维光子晶体结构,此外,对生物光子带隙结构的深入研究有助于发展一种制备光子元件的新途径。     

Sagnac干涉仪中差分相位调制的单光子干涉

介绍一种稳定的长距离单光子干涉仪，即光纤Sagnac单光子环形干涉仪，其平衡结构有效地补偿了由于光纤长度随时间缓变带来的相位涨落和光纤本身形状随时间缓变引起的偏振态涨落．在Sagnac环形干涉仪中通过分时相位调制实现了1550nm波长27km单光子干涉，对比度大于90％．进一步的讨论表明该单光子干涉仪可用于长距离稳定的单光子路由和量子保密通信．     

Rhodamine 6G在光子晶体中的光致发光及聚集态生长

通过毛细生长法沉积了具有特定光子禁带的胶体光子晶体, 并用浸渍法在光子晶体孔隙内浸润了Rhodamine 6G(R6G)乙醇溶液, 制备了掺杂R6G的光子晶体. 结果发现, 光子晶体的禁带对R6G的发光谱有影响, 能够强烈限制光子的发射从而抑制特定波长的发光强度. 改变掺杂R6G的浓度, 会引起间隙介质平均折射率的变化, 从而引起光子带隙的移动. 采用Nd:YAG激光器三倍频354.5 nm激光对掺杂了R6G的光子晶体进行了激发, 光谱显示没有受激发射, 这一点与相关文献是一致的. 我们对光子晶体中R6G的聚集态进行了SEM分析, 发现R6G呈束状聚集. 与胶体光子晶体的[111]方向相比, 该束状聚集体更倾向于沿着[100]方向生长. 本实验对于开展固态激光器的研究以及三维阵列的应用研究具有一定指导意义.     

超导纳米线单光子探测器件的单光子响应

单光子探测技术是量子通信系统中量子密钥分发实现的关键技术之一. 超导纳米线单光子探测技术是一种新型的单光子探测技术, 相对于传统的半导体单光子探测器件具有高计数率、低暗计数等明显的优势. 介绍了基于低温超导NbN超薄薄膜的超导纳米线单光子探测器件以及实验室超导单光子探测系统. 对超导纳米线单光子探测器件的单光子响应脉冲特性进行了细致的分析和研究, 讨论了测试系统带宽等参数与脉冲波形的关系. 并利用电路模拟对超导单光子探测电信号波形进行了分析, 模拟结果和实验结果具有很好的一致性. 通过这些工作进一步理解超导单光子探测机理, 为未来建立量子通信用超导纳米线单光子探测系统打下良好的基础.