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s中新效应的物理机制.研究展望
SPPs在纳米光子学应用领域中显示出的巨大价值己为各领域人士所共识,未来SPPs的研究将向多维化,实用化的方向发展.但SPPs的研究在我国起步较晚,如何降低SPPs纳米波导传输损耗及如何利用SPPS设计制备各种新型,简便,高效的功能纳米光学结构与器件,正是未来需要钻研的课题.只有两者的不断进步和发展,SPPs纳米光子器件才能具有真正的实用价值,从而为实现纳米全光集成这一美好前景打下坚实的基础.
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参考文献
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开题报告
问题提出的背景
背景介绍
互联网和计算机的速度越来越快,功能越来越强大,但是电子线路的发热和速度严重限制了计算机的运行.用光子替代电子,光子不会像电子那样产生大量热量,并且随着频率的升高具有很高的数据传输能力.光子集成电路比传统的电子集成电路具有很多明显优势,包括信号屏蔽性,速度更快,发热更少,带宽更大,串扰更低等.然而,光子集成电路需要在纳米级尺度内控制光子,离桌面计算机和其他口常应用还相差甚远.这对纳米光子学的研究提出了新的挑战:一方面要求光学器件尺寸高度小型化,便于纳米应用和集成,另一方面要求能够在纳米尺度下控制光场,实现在纳米尺度内的聚焦,变换,耦合,折射,传导和复用,以及实现高准直,超衍射的新型光源和各种纳米光子学器件[1].
本研究的意义和目的
半导体器件的性能,速度以及易用依赖于它们在外部器件上的小型化与集成化.然而,当代电子设备的信息集成处理和传感正在迅速达到理论上的速度和带宽的限制,这是一个日益严重的问题,阻碍了现代科技中许多领域的进一步发展.最有前途的一种解决方案是用光信号取代作为信息载体的电信号.
本课题主要通过软件仿真实验得到复合楔形波导的各种物理参数,如传播长度(propagationlength),等效折射率(refractiveindex),光场大小(modeconfinement).最后通过优化,改变复合波导的结构,为之后进一步的研究奠定基础.
论文的主要内容和技术路线
主要研究内容
本课题将探索表面等离子体光子的特性,将研究利用SPP特性设计不同结构的纳米波导.本项目将结合电磁理论与光学理论,研究不同结构波导的导光特性和物理特性,利用SPP独有的性质设计高效能的波导并进行仿真分析和优化,为该领域的应用积累理论依据.
技术路线
本课题拟采用COMSOL作为仿真软件,计划对SPP复合楔形波导进行一系列的仿真与优化设计.首先根据之前查阅的相关文献资料,对前人设计的波导结构进行仿真验证.如下各图:
图一IMI结构[4]
图二复合WPP波导[5]
验证后,我们提出一种新型的复合楔形波导结构,如下图:
对其进行建模仿真,得到相应的一组物理参数.与前人成果比对,并进行优化,最终得到高性能的导波结构.
可行性分析
图书馆以及我校现有的丰富的电子网络资源,可以提供足够的实验参数等本课题实验所需的相关信息.
COMSOLMultiphysics是一款大型的高级数值仿真软件.广泛应用于各个领域的科学研究以及工程计算,被当今世界科学家称为"第一款真正的任意多物理场直接耦合分析软件".模拟科学和工程领
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