In dieser Arbeit wird die Ausbreitung elektromagnetischer Wellen in einem dielektrischen periodischen Medium mit einer unvollständigen photonischen Bandlücke untersucht.
Die vollständige omnidiretkionale Reflektion eines eindimensionalen periodischen dielektrischen Mediums wird vorhergesagt. Die Herkunft der omnidiretkionalen Reflektion wird diskutiert und optimale Parameter für die Geometrie und das Material eines solchen Reflektors berechnet. Die theoretischen Vorhersagen werden mit experimentellen Ergebnissen bei optischen Frequenzen verglichen.
Untersucht wurde desweiteren der Einfluß einer starken Anisotropie eines dreidimensionalen periodischen Dielektrikas auf Emissionseigenschaften des klassischen Dipols. Es zeigt sich, daß Anisotropien zu einer Modifizierung des Fernfeld-Strahlungs-Diagramms und der Emissionsintensität eines Dipols führt. Falls sich eine Dipolfrequenz innerhalb des partiellen Bandgaps befindet, so erzeugt eine Fernfeld-Emissionsintensität eine Unterdrückung in der Richtung des Stopbandes und eine Verstärkung in der Richtung der Gruppengeschwindigkeit, welche für eine kleine Variation des Wellenvektors mathematisch stationär ist. Solch eine Verstärkung wird bezüglich des Photonfokussierungs-Phänomens erklärt.
Es wird eine Anzahl von numerischen Beispielen der Strahlungsdiagramm-Modifikation gegeben und die theoretischen Vorhersagen der Emissionsmodifikation werden mit Photolumineszensexperimenten in einem dreidimensionalen photonischen Kristall verglichen.
Weiterhin wird gezeigt, daß aufgrund der Interferenzen der photonischen Kristalleigenwerte an der Detektorebene das Fernfeld-Strahlungsdiagramm des klassischen Dipols geändert werden kann. Dabei werden die physikalischen Ursachen der Interferenzen und die Möglichkeiten ihrer experimentellen Beobachtung diskutiert.
Ein zweidimensionaler photonischer Kristall, der die natürliche Diffraktion eines Laserstrahls über einen weiten Bereich der Stahlbreite und Strahlorientierung bezüglich des Kristallgitters aufhebt, wird vorgeschlagen. Der Verbreiterung des Strahles wirkt die Kristallanisotropie entgegen, wie dies in nichtlinearen Medien für räumliche Solitonen der Fall ist.