光子晶体以其丰富多彩的物理内涵受到注目.在制备光子晶体的多种方法中,全息干涉法除一步成型等优点外,尚可通过光束设计来方便地改变晶格类型及晶格"原子"的大小(填充比)和形状(空间群对称性),从而控制其色散特性.已有色散特性研究均设晶格"原子"为规则形状,但全息成型光子晶体"原子"一般具有更复杂的形状,本项目将较为系统地研究全息成型光子晶体的空间群对称性与色散特性的关系,探索如何通过制备条件的控制实现
近年来,光子晶体以其能够控制光的传播的能力而受到研究者的注目.在制备光子晶体的多种方法中,全息干涉法除一步成型等优点外,尚可通过光束设计来方便地改变晶格类型及晶格原子的大小和形状,从而控制其色散特性.本项研究对全息干涉法制备光子晶体中一系列特有的理论和技术问题进行了较为系统和深入的探讨,得到了多项具有创新性的成果.首先,研究了全息成型光子晶体的空间结构及其色散性质与制备条件的关系,得到了数种具有宽全禁带和(或)仅需低折射率比的结构,并给出了其光学设计.其次,给出了一种基于平面波展开的方法来计算光子晶体的复能带结构,并讨论了它在半无限和有限厚度光子晶体中的应用.第三,引入Nelder-Mead单纯形算法进行光子晶体参数的优化,提高了光子晶体设计的效率.最后,提出并实现了单光子全息聚合与双光子紧聚焦聚合相结合的思想,用前者大面积一步成型而用后者定域引入点或线缺陷;选取出了两套不同的单、双光子聚合体系,并各自成功制备出了带有缺陷的二维光子晶体结构.这些工作的实施将为充分发挥全息法的特点和优点并开拓其应用提供理论及技术依据.