在1986年雅伯羅諾維奇（Yablonvitch）和約翰（S.John）在研究固體自發(fā)輻射的抑制和光子局域化時同時提出了光子帶隙假說。1991年，Yablonvitch利用數(shù)控機(jī)床在平板介質(zhì)上鉆孔的方法得到了一種結(jié)構(gòu)，并證實了光子帶隙（photonic band gap,簡稱PBG）的存在。具有這種帶隙性質(zhì)的材料被稱為光帶隙材料（photonic bandgap materials），又稱為光子晶體（photonic crystals）。

光子晶體的基本思想就是設(shè)計一種材料，能夠像半導(dǎo)體影響電子性質(zhì)一樣影響光子性質(zhì)，光波的折射周期變化的介質(zhì)結(jié)構(gòu)中的傳播與電子波在周期類似。具體表現(xiàn)為：一定頻率的光波，在光子晶體的特定方向上被散射，不能透過，形成光子能帶禁帶。如果這些能帶禁帶在所有方向上的帶寬都大到可以相互重疊，則這種光子晶體就是一種具有完隙的光子晶體，若不能相互交疊，則為具有不完全帶隙的光子晶體。

通常對光子的控制主要利用反射機(jī)理，即光在兩種不同介質(zhì)中傳播時，在介質(zhì)交界面上就會產(chǎn)生全反射。這就是要求界面必須光滑，因而嚴(yán)重阻礙了光學(xué)器件的微型化。但光子晶體卻提供了一個完全不同的控制光子運動的機(jī)理，去不同之處在于利用了光子帶隙效應(yīng)。由于在帶隙中不存在光子態(tài)，因此自發(fā)輻射被禁止。光子晶體提供了一種控制電磁波傳播的全新手段，并可以利用其制造高效的光反射結(jié)構(gòu)。

研究光子晶體的構(gòu)成及其與光子的相互作用在物理學(xué)和材料科學(xué)上都具有重要意義。通過研究光子晶體的形成條件和光波在光子晶體中傳播行為，不僅能對光波與物質(zhì)的相互作用的基本知識加深了解，而且能夠探尋一類新型光子功能材料。這類材料將為研制一種新型功能器件——光子器件奠定基礎(chǔ)。這一材料的研究將成為一種新型器件——光子器件的物理基礎(chǔ)。光子晶體被認(rèn)為是未來的光半導(dǎo)體,對光通訊、微波通訊、光電子集成以及國防科技等領(lǐng)域?qū)a(chǎn)生重大影響。