一 光子晶体 1.1 光子晶体的概念 光子晶体是1987年，E. Yablonovitch和S. John[1, 2]分别在讨论周期性电介质结构对材料中光传播行为的影响时，各自独立地提出了”光子晶体”这一新概念。

具有不同介电常数的介质材料在空间按一定的周期排列，由于存在周期性，在其中传播的光波的色散曲线将成带状结构,如果晶体中各参数选择合理,将会在晶体中形成类似于半导体禁带的”光子禁带”(photonic bandgap)也叫光子带隙。

频率落在禁带中的光不论其波矢和偏振方向如何，都会被严格禁止传播。

这种具有光子禁带的周期性电介质结构就是所谓的光子晶体(photonic crystals)。

这种材料有一个显著的特点是它可以如人所愿地控制光子的运动。

根据不同方向的周期结构特征，又分为一维光子晶体、二维光子晶体和三维光子晶体。

1.2光子晶体的特性 (1)光子禁带 从外观上看，光子晶体最直观的就是结构具有周期性，而这种周期性就指出了光子晶体的最根本特征是光子禁带，在禁带处光子态的数目为零。

我们知道光子晶体中的原子自发辐射的几率与光子态的数目成正比，那么落在禁带频率的光子会因为光子态的数目为零而使其自发辐射被完全抑制，即此时光是禁止传播的。

禁带的出现与光子晶体的几何结构和介电常数的比率有关系[3, 4]。

(2)光子局域 光子局域是光子晶体很重要的一个特征，当光子晶体中没有缺陷时，根据边界条件的周期性要求，光不会有衰减模式。