自然界中的光子晶體構(gòu)色機制研究.pdf

1、光子晶體的出現(xiàn)使得人為控制光子的行為不再是天方夜譚。自光子晶體的概念提出以來，其獨特的性質(zhì)吸引人們對于光子晶體的理論模擬和微制作等展開了全面研究。光子帶隙的完美反射特性在結(jié)構(gòu)生色機制中扮演了專家的角色，而自然界中光子晶體的發(fā)現(xiàn)又掀起了世界范圍內(nèi)廣泛研究結(jié)構(gòu)色的熱潮。生物可以用結(jié)構(gòu)生色機制實現(xiàn)色素生色機制所不能實現(xiàn)的色彩效應(yīng)。研究生物的結(jié)構(gòu)色，不但可以揭示色彩產(chǎn)生的物理機制和生物體的調(diào)控色彩的機制，還能為各種光子晶體器件的制備或者其他微納

2、結(jié)構(gòu)的設(shè)計、制備和應(yīng)用提供有價值的思路。由于結(jié)構(gòu)色相比于色素色所表現(xiàn)出來的優(yōu)良特性，結(jié)構(gòu)生色機制在未來仿生、軍事、紡織等許多行業(yè)都具有潛在應(yīng)用價值。本論文主要研究生物界中的結(jié)構(gòu)生色機理，包括孔雀、綠帶翠鳳蝶、太陽蛾、青光綠金龜子。并進行了層狀結(jié)構(gòu)的仿生制備，通過不同的入射角度得到具有不同帶隙位置的樣本，顯示出不同的結(jié)構(gòu)色彩。
　　本論文開展的研究主要包括如下內(nèi)容:
　　1、對雄性孔雀尾羽上的靚麗眼斑進行了分析，發(fā)現(xiàn)其色彩來源

3、于羽枝上的二維光子晶體結(jié)構(gòu)，并對比了雌性孔雀羽毛的色彩和結(jié)構(gòu)。
　　2、對綠帶翠風(fēng)蝶和太陽蛾的翅膀表面的鱗片結(jié)構(gòu)進行了研究，發(fā)現(xiàn)其強烈的虹彩色來源于相應(yīng)區(qū)域的小鱗片結(jié)構(gòu)內(nèi)部的層狀結(jié)構(gòu)，對太陽蛾的進一步分析發(fā)現(xiàn)小鱗片的彎曲程度對于翅膀色彩的形成具有重要意義。
　　3、對青光綠金龜子的鞘翅表面所具有的明亮金屬色進行了分析，揭示其色彩來源于鞘翅外表皮上的殼質(zhì)-空氣組成的層狀結(jié)構(gòu)。
　　4、采用自主設(shè)計的光路進行了一維光子晶體