光子晶體被譽為光學界的半導體，如同電子在半導體中存在電子能隙一般，是一種高低折射率週期排列的結構，它具有光子能隙，在這種光子晶體能隙中，可使具有特定的波長或模態的光子無法在此晶體中傳播，形成一種光子的絕緣體。光子能帶與一般光波導相較下，不僅能於真空中傳導之外，更能夠達到低傳播損耗、高隔絕度、大角度轉折、易設計與易調整、無色散等特性，是一種最理想的光波導元件。
本實驗以化學法沈積二氧化矽膠體球，藉由重力沈積形成三維六方最密的光子晶體，每個二氧化矽膠體球的粒徑大小約200nm到300nm之間，巨觀之下在不同角度能觀察到不同的反射光澤，顯示了光子晶體具有波長的選擇性。經燒結後的二氧化矽膠體球是屬於中心對稱性結構，本身並不具有二次非線性極化率，但經由熱極化的過程，在270度高溫，5kV的高壓下，觀察到在1000度四天燒結後的獨立二氧化矽膠體球並無明顯的二次諧波，反而是在1050度四天後燒結塊材(bulk)的二氧化矽膠體球可以得到明顯的二次諧波。可見想要經由熱極化誘發二次非線性效應，需要微米尺度以上的空泛區寬度，才能有效的經由熱極化過程產生內建電場，得到明顯的二次諧波。

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