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光子晶体是由折射率不同的介质材料在空间排列形成的周期性有序结构,其抑制、调制或增强光子传输的独特性质使其在功能器件、光波导、光纤等领域得到了应用。光子晶体显示的靓丽色彩主要源于周期性有序结构对特定波长光的反射遵循布拉格散射定律：λ=2ndsinθ。由上式可知,反射光的波长λ主要受光子晶体晶面间距d、有效折射率n以及入射角θ等因素的影响。本论文采用无皂乳液聚合法,通过控制甲基丙烯酸的用量成功制备出粒径范围为88m-244nm的单分散聚苯乙烯(PS)乳胶球。通过采用离心力场与冷冻干燥相结合的组装、干燥方法,以及组装基元PS乳胶球壳层材料折光指数的调控实现对胶体晶体结构的控制,并对胶体晶体光学性能进行了研究。其研究内容和结果如下：(1)离心法是制备光子晶体常用的方法之一。为迫使胶体粒子采取最为稳定的方式进行组装,人们常采用低速长时间离心的方式制备六方紧密堆积胶体晶体结构。本文采用高速短时离心与冷冻干燥相结合的方法对不同粒径的PS乳胶球在乙醇溶液中进行组装并干燥。制备的PS胶体晶体呈现出靓丽的彩虹色。SEM测试结果表明：随着离心速度的增加、离心时间的延长,乳胶球的组装结构均呈现出由无序、四方非密排、四方密排到稳定的六方密排结构的转化。采用高速短时离心与冷冻干燥相结合的方法可以制备多彩胶体晶体。由于沿离心试管轴向方向离心力依次增大,胶体晶体膜的厚度逐渐增加,组装结构从非紧密的四方排列向紧密的六方排列过渡,导致胶体晶体呈现出多彩的结构色。基片的表面性质对胶体晶体反射光的强度有着重要影响。随着基片对透过光吸收程度的增大,杂散光的反射几率小,反射光纯度高,从而表现为反射峰的强度增强。(2)采用超声辅助化学沉积法制备表面包覆不同折射率材料的PS@SiO2、 PS@TiO2乳胶球,并采用离心法组装制备它们的胶体晶体。并对胶体晶体的光学性能进行研究。测试结果表明：随着壳层材料折射率的增加,光子带隙明显变宽,反射峰强度增强。