Что такое фотонный кристалл? Как свет взаимодействует с периодическими структурами и создает запрещенные зоны передачи или отражения?

Фотонный кристалл — это искусственно созданная периодическая оптическая структура, в которой пространственное распределение показателя преломления изменяется периодически в пространстве. Это позволяет фотонному кристаллу воздействовать на световые волны и модифицировать их свойства.

Свет, взаимодействуя с фотонными кристаллами, испытывает эффекты, аналогичные электронным запрещенным зонам в кристаллических полупроводниках. В фотонных кристаллах возникают запрещенные зоны передачи или отражения, в которых определенные диапазоны длин волн света не могут распространяться или отражаются обратно.

Это происходит из-за интерференции волн внутри фотонного кристалла, что приводит к эффекту квазиупругого рассеяния и образованию запрещенных зон передачи и отражения для определенных длин волн света. Фотонные кристаллы могут быть использованы для создания оптических фильтров, волноводов, оптических решеток и других оптических устройств с уникальными свойствами и возможностями модификации света.