The present invention provides fully tunable photonic band gap (PBG)
materials. These materials are periodic composite materials comprising a
high refractive index dielectric material and another optically
anisotropic, birefringent, electro-optically tunable, or magneto-optically
tunable material with a lower dielectric constant in which the photonic
band structure can be globally or locally changed in a controlled manner
by application of an external electric, magnetic, or electromagnetic
field, whereby changing the refractive index properties of one or more of
the dielectric constituents by application of the field modulates the
photonic band structure. In one aspect of the invention, when an optically
birefringent nematic liquid crystal is infiltrated into the void regions
of full bandgap (PBG) material based on an inverse opal, the resulting
composite material exhibits a completely tunable PBG. In particular, the
three-dimensional PBG can be completely opened or closed by applying an
electric field which rotates the axis of the nematic molecules relative to
the inverse opal backbone. Tunable light localization effects may be
realized by controlling the orientational disorder in the nematic.
A invenção atual fornece materiais photonic inteiramente ajustáveis da abertura da faixa (PBG). Estes materiais são materiais compostos periódicos que compreendem um material dieléctrico elevado do índice refractive e um outro material ajustável ótica anisotropic, birefringent, electro-optically ajustável, ou do magneto-ótico com uma constante dieléctrica mais baixa em que a estrutura photonic da faixa pode para mudar global ou localmente em uma maneira controlada pela aplicação de um campo elétrico, magnético, ou eletromagnético externo, por meio de que mudar as propriedades do índice refractive de uma ou mais dos constituents dieléctricos pela aplicação do campo modula a estrutura photonic da faixa. Em um aspecto da invenção, quando um cristal líquido nematic ótica birefringent infiltrated nas regiões vagas do material cheio do bandgap (PBG) baseado em um opal inverso, o material composto resultante exibe um PBG completamente ajustável. No detalhe, o PBG tridimensional pode completamente ser aberto ou fechado aplicando um campo elétrico que gire a linha central das moléculas nematic relativo à espinha dorsal opal inversa. Os efeitos claros ajustáveis do localization podem ser realizados controlando o disorder do orientational no nematic.
