表面等離子體波導(dǎo)及其在微環(huán)諧振腔中應(yīng)用的研究的開題報告

表面等離子體波導(dǎo)及其在微環(huán)諧振腔中應(yīng)用的研究的開題報告標題：表面等離子體波導(dǎo)及其在微環(huán)諧振腔中應(yīng)用的研究研究背景及意義：隨著現(xiàn)代微納加工技術(shù)的不斷進步，微納器件在通信、計算、檢測、傳感等方面的應(yīng)用得到越來越廣泛的關(guān)注。作為微納器件的核心元件之一，微型光學(xué)器件具有占據(jù)空間小、能耗低、響應(yīng)速度快等優(yōu)點，因此在光通信、生物傳感、量子計算等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。而表面等離子體波導(dǎo)（SurfacePlasmonPolariton，SPP）因其奇妙的導(dǎo)光性能和特異的表面敏感性，成為了微型光學(xué)器件中的一種重要的光學(xué)波導(dǎo)。它利用金屬與介質(zhì)之間界面處的電磁場耦合，可將光能限制在納米尺度范圍內(nèi)進行傳輸，從而極大地提高了光學(xué)器件的致密性和靈敏度。微環(huán)諧振腔（MicroringResonator，MRR）作為基于光學(xué)相位的諧振器件，已經(jīng)成為了微型光學(xué)器件中的重要組成部分。在微環(huán)諧振腔的內(nèi)部，SPP波導(dǎo)將會呈現(xiàn)出極高的界面場強度和節(jié)能極其致密的光場分布，從而進一步增強微環(huán)諧振腔的諧振現(xiàn)象，同時也為微型傳感器的反饋激發(fā)和信號調(diào)制提供了理想的光學(xué)平臺。本研究旨在采用理論分析和實驗驗證的方法，探究SPP波導(dǎo)在微環(huán)諧振腔中的加強機理，并將其應(yīng)用于微型光學(xué)器件及相關(guān)領(lǐng)域中。研究內(nèi)容：（1）建立SPP波導(dǎo)在微環(huán)諧振腔中的研究模型，并通過有限元仿真進行理論分析。（2）利用微納制作工藝，在銀薄膜和光學(xué)介質(zhì)之間建立SPP波導(dǎo)，制作微環(huán)諧振腔器件，并通過自制的光學(xué)測試平臺進行諧振特性的實驗驗證。（3）通過微型傳感器等相關(guān)應(yīng)用的研究，來探究SPP波導(dǎo)在微型光學(xué)器件中的應(yīng)用及機理。（4）分析研究結(jié)果，并提出對應(yīng)的技術(shù)優(yōu)化和改進方案。研究計劃：第一年：（1）文獻綜述，了解表面等離子體波導(dǎo)和微環(huán)諧振腔的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。（2）建立理論模型和有限元仿真程序，研究SPP波導(dǎo)在微環(huán)諧振腔中的加強機理和諧振特性。第二年：（1）利用微制作工藝生產(chǎn)樣品，利用自制的光學(xué)測試平臺進行微環(huán)諧振腔器件的實驗驗證并分析結(jié)果。（2）以微型傳感器為應(yīng)用場景，研究SPP波導(dǎo)在微型光學(xué)器件中的應(yīng)用和效果，并對技術(shù)進行優(yōu)化。第三年：（1）整理和分析研究結(jié)果，提出對應(yīng)的技術(shù)改進和優(yōu)化方案。（2）論文撰寫和發(fā)表。研究成果：（1）建立了SPP波導(dǎo)在微環(huán)諧振腔中的研究模型，并進行了有限元仿真分析。（2）成功制作了微環(huán)諧振腔器件，使用自制光學(xué)測試平臺進行了實驗驗證，并取得了相關(guān)結(jié)果。（3）研究SPP波導(dǎo)在微型光學(xué)器件中的應(yīng)用及效果，并為相關(guān)應(yīng)用提供了理論和實驗基礎(chǔ)。（4）發(fā)表論文和專利申請。研究