1 西北工业大学工业工程系, 陕西 西安 710072
2 西北工业大学空天微纳系统教育部重点实验室, 陕西 西安 710072
3 西北工业大学陕西省微纳机电系统重点实验室, 陕西 西安 710072
4 西北工业大学环境工程系, 陕西 西安 710072
5 西北工业大学材料科学与工程系, 陕西 西安 710072
6 西北工业大学复合材料系, 陕西 西安 710072
胶体晶体是指由分散的微米级或亚微米级的胶体颗粒形成的具有有序结构的一类物质。自组装技术是胶体晶体制备工艺中一种常用的方法。概述了胶体晶体的基本概念及自组装的相关工艺,针对其在微纳光学领域的应用展开了详细的分析,介绍了不同的研究团队如何将自组装胶体晶体用于彩色打印、全息图、抗反射涂层、光学器件制造中,并对胶体晶体发挥的作用进行了归纳总结。胶体晶体独特的周期性结构赋予了它广阔的应用前景,通过不同的自组装技术提升胶体晶体的质量具有重要的意义。
光学设计与制造 胶体晶体 微纳光学 结构色 光子带隙 激光与光电子学进展
2019, 56(23): 230001
1 南京信息工程大学电子与信息工程学院，江苏 南京 210044
2 江苏省气象探测与信息处理重点实验室，江苏 南京 210044
本文提出了一种用胶体光子晶体来装饰单模光纤装饰端面的方法，并说明了这种结构用于相对湿度传感器的原理。研究了用垂直沉积法在光纤端面制备PS(polystyrene)胶体晶体、复合胶体晶体和SiO2 反蛋白石(inverse opal)的技术，用扫描电子显微镜表征了制备得到的胶体晶体及反蛋白石，测量了端面被胶体晶体修饰光纤的反射光谱，并测试了光纤端面复合光子晶体的相对湿度传感特性。提出了一种毛细管-光纤结构，提高了生长在光纤端面处胶体晶体的质量和其机械稳定性。
胶体晶体 光纤 反蛋白石 反射光谱 colloidal crystals micro structure optical fibers inverse opal relative humidity sensing
河南科技大学 物理与工程学院 洛阳市光电功能材料重点实验室, 河南 洛阳 471003
制备了胶体晶体,并利用胶体晶体的光子带隙对折射率传感进行了实验研究。从理论上分析了胶体晶体光子带隙中心波长的变化与折射率的关系。通过设计模具制备了胶体晶体-光纤结构,用扫描电镜对胶体晶体的表面进行了观察,并测量了胶体晶体的光子带隙的位置。结果表明胶体晶体的光子带隙的测试结果与理论分析相一致。设计了实验装置,利用光纤间的耦合对胶体晶体的光子带隙的变化进行了测试和分析。结果表明SiO2胶体晶体光子带隙的中心波长为1445.5nm,且在不同折射率液体环境下,其中心波长发生移动,能够形成新的传感机理。对胶体晶体在液体传感上的应用进行了探索。
胶体晶体 折射率 传感 光子带隙 colloidal crystals refractive index sensing band-gap
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
从自组装理论出发,分析对流自组装2维胶体晶体中空白、条纹区域出现的机理，并在实验上予以验证。通过研究得知,2维胶体晶体的自组装过程呈现空白、条纹、大面积单层、双层条纹的趋势。从胶体晶体覆盖率的角度出发研究2维胶体晶体的组装参数与质量之间的关系，结果表明:胶体晶体的总覆盖率与基片提拉速度倒数呈线性正比，和粒子体积分数呈反比例函数关系;受到多种因素的影响，大面积2维胶体晶体总是伴随着一定比例的空白区域和双层区域出现，提拉法所能获得的最大单层覆盖率为95%。
2维胶体晶体 对流自组装 覆盖率 聚苯乙烯微球 2D colloidal crystals convective self-assembling percentage of coverage polystyrene(PS) microspheres
State Key Laboratory of Solidification Processing, Department of Materials Science, Northwestern Polytechnical University, Xipan 710072, CHN
