نانوفوتونیک و بلورهای فوتونیک
نانوفوتونیک روشی برای مطالعه خواص مواد در محدوده نانومتری با استفاده از نور، تنظیم امواج نوری با مواد ساختاری کوچکتر از طول موج آنها، یا تغییر خواص نوری ماده توسط میدان های نوری کنترل شده است.
بلورهای فوتونیک مواد درشت متخلخل با خواص جالب به ویژه خواص نوری هستند.
استراتژی های ساخت بلورهای فوتونیک:
1. بلورهای فوتونیک یک بعدی: در یک بلور فوتونیک یک بعدی، لایه‌های ثابت دی الکتریک مختلف نیز می‌توانند به یکدیگر رسوب کرده یا به هم بچسبند تا یک شکاف باند در یک جهت ایجاد کنند. توری براگ نمونه ای از این نوع کریستال فوتونی است. بلورهای فوتونیک یک بعدی اغلب همسانگرد یا ناهمسانگرد هستند که دومی به عنوان سوئیچ نوری کاربرد بالقوه دارد.
2. بلورهای فوتونیک دوبعدی: در دو بعد، حفره‌هایی را نیز می‌توان در بستری ایجاد کرد که نسبت به طول موج تشعشعی که شکاف باند برای مسدود کردن آن برنامه‌ریزی شده است شفاف باشد. شبکه های مثلثی و مربعی سوراخ ها با موفقیت به کار می روند.
3. بلورهای فوتونیک سه بعدی
چندین نوع ساختار وجود دارد که ساخته می شوند:
ساختار چوبی: «میله‌ها» بارها با لیتوگرافی پرتو حکاکی می‌شوند، پر می‌شوند و با لایه‌ای از آخرین مواد پوشانده می‌شوند. از آنجا که فرآیند تکرار می شود، کانال های حک شده در هر لایه عمود بر لایه زیر و موازی و خارج از فاز با کانال های دو لایه زیر هستند.
عقیق‌های معکوس یا کریستال‌های کلوئیدی معکوس: کره‌ها اغلب اجازه دارند در یک شبکه مکعبی بسته‌بندی شده و معلق در یک حلال رسوب کنند. سپس یک سخت کننده معرفی می شود که از مقدار اشغال شده توسط حلال، یک جامد شفاف تولید می کند. سپس کره ها با اسیدی مانند اسید هیدروکلریک حل می شوند.
روش های تعیین مشخصات ذرات (تداخل سنجی، هولوگرافی، پلاریمتری، طیفی، استاتیکی، دینامیکی،...)
- پراکندگی میدان نزدیک، میدان دور و زمان حل شده،
- پلاسمونیک ها و سایر رزونانس ها،
- ذرات و مصالح به شکل پیچیده،
- چند رسانه پراکندگی و تصادفی (متراکم، آشفته،...)
- اثرات مکانیکی نور (دستکاری ذرات، اندازه گیری نیرو، موچین نوری، ...)
- توضیحات پرتوهای لیزر (مشارکت پرتوهای صوتی و کوانتومی نیز مورد استقبال قرار می گیرد).
و دامنه های کاربردی:
- خصوصیات جریان دو و چند فازی (احتراق، اسپری، جریان حبابدار...)
- علم آئروسل و محیط جوی (هسته سازی، حمل و نقل، خصوصیات...)
- پلاسما و فیزیک ماده نرم (نانو کریستالیت، کریستال کولن، کلوئیدها، تجمع، و...)
- مهندسی نوری زیست پزشکی (دستکاری و خواص سلولی، میکرورئولوژی، ...)
- سنجش از دور (لیدار، ارتباطی،...)