光子晶体(photonic crystals简称:PC)是折射率在空间周期性变化的介电结构,其变化周期和光的波长为同一个数量级。光子晶体也称为光子带隙材料(photonic band gap materials,也有人把它叫做电磁晶体(electromagnetic crystals)。它极大地修正了光子的色散关系,在其中可能存在着类似于半导体能带结构中的禁带,称之为光子带隙。频率落在光子带隙内的电磁波不能在光予晶体中传播,因此它具有许多特异的物理现象。如自发辐射的抑制,零点脉动的消失,能量转移,光子压缩态,光双稳和光开关等。由于这些独特的性质,它已吸引了越来越多的研究者的关注。 光子晶体的研究,近十年来一直十分活跃。有关光子晶体的带隙结构理论,其功能性质和技术应用已有许多的报道。对于光子晶体的非线性光学效应的研究也一直受到科学家的重视。S。John等人(1993年)研究了光子晶体中的带隙孤子,M。Scalora等人(1994年)研究了光子晶体中的光限制效应,V。Berger(1998)研究了光子晶体中光学谐波的产生,A。Hache等人(2000年)研究了光子晶体中双光子吸收和光克尔非线性。 以上所说的光子晶体,也有人称之为线性光子晶体。 非线性光子晶体(具有周期变化的电极化率结构)不同于线性光子晶体,也不是指能产生非线性光学效应的光子晶体。非线性光子晶体是近二、三年由Berger在他人研究的基础上提出的,可采用在材料中嵌入二阶或三阶非线性光学棒状介质来得到。由于非线性光子晶体具有强而快的非线性光学响应,且创造了产生和观察非线性局域光子模的理想条件而产生独特的非线性效应,并在许多领域具有广泛的应用,因此近两年来,对其相关机理的研究受到各国科学家的极大关注。在非线性光子晶体的基础上,有人提出了非线性光子晶体波导,这种非线性光子晶体波导可由在晶体中插入一排附加的具有三阶非线性极化率的棒状介质组成,而线性光子晶体波导则可由在光子晶体中去掉一排电介棒状介质而得到。 在以往研究的一维光子晶体(one-dimensional photonic crystal)中,有较大的