Фотонно - кристалічні структури.

До фотонних кристалів відносяться такі композитні середовища, у яких неоднорідності періодично впорядковані, причому період є співмірним з довжиною хвилі. Поширення світла в таких середовищах аналогічно руху електрона в періодичному потенціалі кристала. Зокрема, для деякого спектрального діапазону інтерференція хвиль призводить до виникнення заборони на поширення світла в деяких напрямках. За аналогією з твердим тілом ми можемо говорити про фотонну заборонену зону (ФЗЗ). Фотонні кристали з успіхом можна виготовити на основі пористого кремнію. Оскільки пористість і показники заломлення визначаються густиною струму в процесі електро - хімічного травлення, то, періодично варіюючи цю величину, ми можемо створювати шаруваті структури з шарами різної пористості, і, отже, з різними показниками заломлення.

У кремнії п- типу вдається створити макропористі структури, що представляють собою дво -та тривимірні фотонні кристали з ФЗЗ в інфрачервоному діапазоні. Для цього спочатку за допомогою фотолітографії розмічаються місця , в яких з'являться пори , потім з допомогою травлення в лузі в них створюються ямки, які є зародками для пор. Макропори формуються в процесі фотоелектрохімічного травлення. Таким чином створюються двовимірні фотонні кристали, ФЗЗ яких лежить в спектральному діапазоні від 8 до 1,3 мкм. Періодичні зміни інтенсивності підсвічування, що призводять до зміни діаметра пори , дозволяють сформувати тривимірний фотонний кристал. Можливо також виготовити структури з порушенням періодичності - дефектами. Методом фотолітографії з подальшим анізотропним травленням також можуть бути створені так звані " щілинні структури", що представляють собою шари монокристалічного кремнію, що чергуються з щілинами з характерними товщинами порядку декількох мікрометрів.

Оптично неоднорідні середовища є в деякому сенсі протилежністю середовищ, описуваних в рамках наближення ефективного середовища. Під оптично неоднорідними будемо розуміти такі композитні середовища, в яких або розміри складових компонентів, або відстані між ними співмірні з довжиною оптичної хвилі. До числа таких систем відносяться, з одного боку, невпорядковані середовища, що характеризуються значним розсіюванням, а з іншого боку, середовища, в яких чергування областей з різними показниками заломлення відбувається впорядкованим чином, наприклад періодично (фотонні кристали). Спільним для таких систем є необхідність врахування інтерференції розсіяних (у першому випадку) і відбитих (у другому) хвиль. Розглянемо лінійні оптичні властивості одно- і двовимірних фотонно - кристалічних структур, сформованих на основі пористого кремнію.