フォトニック結晶の技術紹介ページ

3. フォトニック結晶の本質

フォトニック結晶で起きる現象の本質は、光の波と周期構造との相互作用にあります。
　その最もよく知られた例が、光学多層膜におけるブラッグ反射です。 下の図に示したように、各層からの反射光が強め合う周期構造のときに全反射になる現象です。

このような周期構造とそこを伝わる波との相互作用に関しては、 原子の周期構造中を伝わる電子(の波)に関する研究が先行し、バンド理論として確立されています。 これと全く同じ議論が、フォトニック結晶と光との相互作用に適用することができるのです。
　そうしたアナロジーから、フォトニック結晶の周期構造を『結晶』と呼んでいますが、 原子の周期構造がオングストローム(A=0.1nm)単位であるのに比べて、 フォトニック結晶は数100nm程度と遥かに大きな周期的な構造を人工材料です。
　また、伝導帯を指すバンドと同様に、光が透過する波長帯域を『フォトニックバンド』と、遮断される波長帯域を『フォトニックバンドギャップ』と呼びます。