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把阳光装进口袋

把阳光装进口袋

Xtecher 丨 科技快讯

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2015-04-21

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Xtecher特稿作者

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走到世界的尽头,去看看从未有过交集的人们,再带回来一瓶沙子,一瓶水,甚至是一罐空气作为纪念,是不少人愿望清单上的首选项。去到阳光盛开的三亚、马尔代夫、坎昆,或者极光绽放的挪威、阿拉斯加,你有没有想过留下来此刻的光作为纪念?听起来逼格满满,不过装一瓶阳光带回家,确实是一件需要加特技的事情。要束缚光有许多不同的方法,其中之一就是制作带有缺陷的光子晶体。一维的光子晶体其实就是布拉格光栅,光在其中反复来回运动,形成谐振。对于一个栅格来回光程等于半波长的奇数倍的,此类光就抵消,如果等于半波长的偶数倍,光就增强。光子晶体对光子产生了不同的能带,其中有禁带,也有导带,类似于半导体。如果此时你在光子晶体中加入缺陷,处于禁带的光就会被限制在缺陷里,因为四周都对这个波长的光禁止。于是你就成功地把光限制在器件里,就像下面这样:

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不过,这些器件都是为某个特定波长服务的。收集极光还有点可能,但太阳光是全光谱,从紫外到可见到红外,甚至微波频段都有。用这种单一波段的器件只能收集一小部分波段的太阳光,束缚的能量也相当小。如果要设计全光谱的光子限制器件还是非常困难的,不过有如下的偷懒选择:

随身携带数百个独立的光子晶体器件,每个器件代表一个频段。或者类似于目前市场上的用红绿蓝三色LED来模拟白光的模式来模拟太阳光,抽出几个色段来搞。这样就可以尽可能多的涵盖各个频段的太阳光,或者综合呈现太阳光的观感,实现把太阳管装进口袋里的愿望。


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