年級(jí)及專業(yè) 09級(jí)電子科學(xué)及技術(shù) 或09級(jí)信息及通信工程

1、本本 科科 生生 畢畢 業(yè)業(yè) 論論 文文文獻(xiàn)綜述與開題報(bào)告文獻(xiàn)綜述與開題報(bào)告姓名與學(xué)號(hào)姓名與學(xué)號(hào) * *指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師 * 年級(jí)與專業(yè)年級(jí)與專業(yè) 0909 級(jí)電子科學(xué)與技術(shù)級(jí)電子科學(xué)與技術(shù) 或或 0909 級(jí)信息級(jí)信息與通信工程與通信工程 所在學(xué)院所在學(xué)院 信息與電子工程學(xué)系信息與電子工程學(xué)系一、題目一、題目：納米尺寸雙納米尺寸雙 V V 型表面等離激元波導(dǎo)導(dǎo)光特性研究型表面等離激元波導(dǎo)導(dǎo)光特性研究 二、指導(dǎo)教師對(duì)文獻(xiàn)綜述和開題報(bào)告的具體內(nèi)容要求：二、指導(dǎo)教師對(duì)文獻(xiàn)綜述和開題報(bào)告的具體內(nèi)容要求：對(duì)文獻(xiàn)綜述的要求：對(duì)文獻(xiàn)綜述的要求：要求詳細(xì)閱讀表面等離激元各種幾何結(jié)構(gòu)波導(dǎo)的文獻(xiàn)，對(duì)之前已發(fā)表的

2、各要求詳細(xì)閱讀表面等離激元各種幾何結(jié)構(gòu)波導(dǎo)的文獻(xiàn)，對(duì)之前已發(fā)表的各種結(jié)構(gòu)的波導(dǎo)做一個(gè)歸納總結(jié)，并比較各自的傳輸長(zhǎng)度和模場(chǎng)大小，作出文獻(xiàn)種結(jié)構(gòu)的波導(dǎo)做一個(gè)歸納總結(jié)，并比較各自的傳輸長(zhǎng)度和模場(chǎng)大小，作出文獻(xiàn)綜述。綜述。對(duì)開題報(bào)告的要求：對(duì)開題報(bào)告的要求：要求學(xué)生對(duì)表面等離激元和契形波導(dǎo)和凹槽的相關(guān)背景知識(shí)有深入理解，要求學(xué)生對(duì)表面等離激元和契形波導(dǎo)和凹槽的相關(guān)背景知識(shí)有深入理解，對(duì)目前已發(fā)表的各種契形波導(dǎo)有系統(tǒng)的歸納，能指出存在的不足和未來(lái)發(fā)展的對(duì)目前已發(fā)表的各種契形波導(dǎo)有系統(tǒng)的歸納，能指出存在的不足和未來(lái)發(fā)展的方向。方向。指導(dǎo)教師（簽名）指導(dǎo)教師（簽名） 年年 月月 日日目目 錄錄文獻(xiàn)綜述文獻(xiàn)綜

3、述.1一、一、背景介紹背景介紹.11. 當(dāng)前集成技術(shù)的發(fā)展瓶頸當(dāng)前集成技術(shù)的發(fā)展瓶頸.12. 表面等離子體激元的性質(zhì)表面等離子體激元的性質(zhì).13. 表面等離子體波導(dǎo)表面等離子體波導(dǎo).1二、二、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 .11.1.研究方向及進(jìn)展研究方向及進(jìn)展 .12.2.課題應(yīng)用前景課題應(yīng)用前景 .23.3.存在的問題存在的問題 .3三、三、研究展望研究展望 .4開題報(bào)告開題報(bào)告.6一、一、問題提出的背景問題提出的背景 .61.1.背景介紹背景介紹 .62.2.本研究的意義和目的本研究的意義和目的 .6二、二、論文的主要內(nèi)容和技術(shù)路線論文的主要內(nèi)容和技術(shù)路線 .61.1.主要研究?jī)?nèi)容主要研

4、究?jī)?nèi)容 .62.2.技術(shù)路線技術(shù)路線 .63.3.可行性分析可行性分析 .8三、三、研究計(jì)劃進(jìn)度安排及預(yù)期目標(biāo)研究計(jì)劃進(jìn)度安排及預(yù)期目標(biāo) .81.1.進(jìn)度安排進(jìn)度安排 .82.2.預(yù)期目標(biāo)預(yù)期目標(biāo) .8文獻(xiàn)翻譯和原稿文獻(xiàn)翻譯和原稿.101文獻(xiàn)綜述文獻(xiàn)綜述指導(dǎo)老師：*系 *班 姓名 學(xué)號(hào)一、一、背景介紹背景介紹1. 當(dāng)前集成技術(shù)的發(fā)展瓶頸當(dāng)前集成技術(shù)的發(fā)展瓶頸互聯(lián)網(wǎng)和計(jì)算機(jī)的速度越來(lái)越快、功能越來(lái)越強(qiáng)大，但是電子線路的發(fā)熱和速度嚴(yán)重限制了計(jì)算機(jī)的運(yùn)行。用光子替代電子，光子不會(huì)像電子那樣產(chǎn)生大量熱量，并且隨著頻率的升高具有很高的數(shù)據(jù)傳輸能力。光子集成電路比傳統(tǒng)的電子集成電路具有很多明顯優(yōu)勢(shì)，包括信

5、號(hào)屏蔽性、速度更快、發(fā)熱更少、帶寬更大、串?dāng)_更低等。然而，光子集成電路需要在納米級(jí)尺度內(nèi)控制光子，離桌面計(jì)算機(jī)和其他口常應(yīng)用還相差甚遠(yuǎn)。這對(duì)納米光子學(xué)的研究提出了新的挑戰(zhàn)：一方面要求光學(xué)器件尺寸高度小型化，便于納米應(yīng)用和集成；另一方面要求能夠在納米尺度下控制光場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)在納米尺度內(nèi)的聚焦、變換、耦合、折射、傳導(dǎo)和復(fù)用，以及實(shí)現(xiàn)高準(zhǔn)直、超衍射的新型光源和各種納米光子學(xué)器件。12. 表面等離子體激元的性質(zhì)表面等離子體激元的性質(zhì)表面等離子體激元有望解決這一問題。表面等離子體激元是光與金屬自由電子相互作用、在金屬-介質(zhì)界面產(chǎn)生的電子-光子混合共振。表面等離子體激元有兩種形式：局域表面等離子體激元（loc

6、alized surface plasmons, LSPs）和表面等離子體極化激元（surface plasmon polaritons, SPPs） 。LSPs 是電子與光子耦合的非傳播的激發(fā)，主要涉及很小的納米顆粒的散射問題。SPPs 是沿金屬表面?zhèn)鞑サ臉O化波。SPPs 在垂直金屬表面上形成消逝場(chǎng)，場(chǎng)振幅呈指數(shù)衰減，因此 SPPs 的電磁能量被強(qiáng)烈地約束在表面附近，具有強(qiáng)大的近場(chǎng)增強(qiáng)效應(yīng)；沿金屬表面由于歐姆熱效應(yīng)，只能傳播有限距離。3. 表面等離子體波導(dǎo)表面等離子體波導(dǎo)在納米光子學(xué)中，波導(dǎo)用來(lái)傳導(dǎo)光，扮演電纜或線路的角色，是實(shí)現(xiàn)納米光子回路的基礎(chǔ)。利用表面等離子體波導(dǎo)作為光子互連元件，具有

7、無(wú) RC 延遲和衍射極限限制的優(yōu)勢(shì)。SPPs 波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的種類有溝槽、楔形、金屬納米條、納米線、納米顆粒，矩形間隙，狹縫等。 二、二、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀21. 研究方向及進(jìn)展研究方向及進(jìn)展表面等離子體是一門新興學(xué)科，我國(guó)對(duì)于此方面的研究起步較晚。當(dāng)前表面等離子體亞波長(zhǎng)的光學(xué)研究有如下進(jìn)展和熱點(diǎn)問題。1.1 SPPs 光場(chǎng)的探測(cè)方法研究光場(chǎng)的探測(cè)方法研究目前 SPPs 的性質(zhì)和金屬表面結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系不是很清楚，而與 SPPs 相關(guān)的器件就是利用 SPPs 在金屬表面的傳播行為和光場(chǎng)分布特性制成的，因此更詳細(xì)地了解 SPPs 的傳播行為是非常有必要的由于 SPPs 是局域在金屬表面且涉及到

8、亞波長(zhǎng)尺度的結(jié)構(gòu)，因此傳統(tǒng)的光學(xué)檢測(cè)手段無(wú)法探測(cè) SPPs 的傳播和分布。1.2 SPPs 的帶隙結(jié)構(gòu)的研究的帶隙結(jié)構(gòu)的研究近幾年來(lái)光子晶體的研究成為光子學(xué)的一個(gè)熱點(diǎn)問題。這些有關(guān)光子晶體的器件主要是由一些半導(dǎo)體或者絕緣材料制成的。利用這些材料制成的波長(zhǎng)量級(jí)的結(jié)構(gòu)可以用來(lái)控制光與物質(zhì)的相互作用。金屬材料也可以是用來(lái)制作光子帶隙結(jié)構(gòu)，金屬表面上波長(zhǎng)量級(jí)的周期性結(jié)構(gòu)可以用來(lái)改變?cè)谄渖蟼鞑サ?SPPs 的性質(zhì)。1.3 金屬微孔結(jié)構(gòu)和狹縫陣列結(jié)構(gòu)的研究金屬微孔結(jié)構(gòu)和狹縫陣列結(jié)構(gòu)的研究1998 年，Ebbesen 在 Nature 上發(fā)表了亞波長(zhǎng)金屬小孔陣列結(jié)構(gòu)的異常透過(guò)現(xiàn)象的文章13，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：該

9、結(jié)構(gòu)的透過(guò)光強(qiáng)不僅遠(yuǎn)高于經(jīng)典衍射理論計(jì)算結(jié)果，而且大于按照小孔所占金屬表面的面積比的計(jì)算結(jié)果，這就意味著照在小孔之間的光也能通過(guò)某種方式耦合到金屬膜的另一邊 1.4 SPPs 在納米光刻中的研究在納米光刻中的研究由于光學(xué)衍射極限的存在，傳統(tǒng)的光學(xué)刻寫方法無(wú)法刻出超衍射極限的精細(xì)結(jié)構(gòu)。盡管光投影刻蝕術(shù)(optical projection lithgraphy）可以通過(guò)采用更短的波長(zhǎng)光源來(lái)達(dá)到上述目的，然而也會(huì)引發(fā)一系列相關(guān)的問題：例如，要求研發(fā)新的光源，新的光敏層材料，相關(guān)的光子學(xué)等等，這些問題都有待解決。目前，利用 SP2. 課題應(yīng)用前景課題應(yīng)用前景2.1 SPPs 波導(dǎo)波導(dǎo)SPPs 波導(dǎo)是

10、實(shí)現(xiàn)納米光子回路的基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上人們可以進(jìn)一步研制集成于金屬表面的各種 SPPs 器件，從而構(gòu)筑等離子體光子芯片。在這方面，武漢大學(xué)汪國(guó)平教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組的研究成果較為突出，并著有相關(guān)著作。在表面等離子帶隙結(jié)構(gòu)中引人線缺陷即3可引導(dǎo) SPPs 的傳播，通過(guò)設(shè)計(jì)缺陷的形狀可以實(shí)現(xiàn) SPPs 的直線波導(dǎo)、彎曲波導(dǎo)以及分束波導(dǎo)等22。2.2 SPPs 耦合器耦合器等離子體光子芯片具有輸出輸入端口，這些端口通過(guò) SPPs 耦合器，可以避免將遠(yuǎn)場(chǎng)光直接耦合到 SPPs 芯片中的納米光電子器件上。一個(gè)優(yōu)選的方案是將半球形狀的金屬納米顆粒與基于納米點(diǎn)的 SPPs 波導(dǎo)整合一起。當(dāng)聚焦的 SPPs 饋送進(jìn)

11、耦合器中，傳播距離可達(dá)4.0um。2.3 SPPs 新型光源新型光源SPPs 引發(fā)的電磁場(chǎng)，不僅能夠限制光波在亞波長(zhǎng)尺寸結(jié)構(gòu)中的傳播，而且能夠產(chǎn)生和操控從光頻到微波波段的電磁輻射。在有源光學(xué)材料附近附著金屬結(jié)構(gòu)，在金屬結(jié)構(gòu)表面誘導(dǎo)產(chǎn)生 SPPs，使得有源光學(xué)材料周圍的光子態(tài)密度發(fā)生顯著變化，從而改變有源光學(xué)材料的自發(fā)輻射壽命，減弱非輻射過(guò)程對(duì)于其發(fā)光過(guò)程的影響，進(jìn)而提高發(fā)光效率。2.4 SPPs 納米光刻蝕技術(shù)納米光刻蝕技術(shù)在目前加工制作電子電路的工藝水平下，最小的特征尺寸大約為 5Onm然而新型的光刻蝕術(shù)要求能夠加工納米尺度的集成回路 2.5 SPR 傳感器傳感器利用表面等離子體共振（Sur

12、face Plasmon resonance, SPR）現(xiàn)象研制光化學(xué)傳感器已引起人們的極大興趣，正成為傳感器領(lǐng)域的研究前沿。光纖 SPR 傳感器在傳感機(jī)理上主要有兩類：一是利用倏逝場(chǎng)效應(yīng)，通過(guò)腐蝕或研磨掉包層后在纖芯表面鍍金屬膜，或在錐形光纖表面鍍金屬膜；二是在纖芯內(nèi)寫入長(zhǎng)周期光柵，將芯內(nèi)的模式在某一特定波長(zhǎng)轉(zhuǎn)化成包層高階模，使高階模與等離子體實(shí)現(xiàn)相位匹配。3. 存在的問題存在的問題表面等離子體光子學(xué)提供了難得的新機(jī)遇?；诖藢W(xué)科的發(fā)展而有望研發(fā)出 SPPs 芯片，用作超低損耗的光子互連元件。利用 SPPs 元件或回路，可實(shí)現(xiàn)超密的光子功能器件中導(dǎo)波，深亞波長(zhǎng)尺度的納米光刻蝕術(shù)，應(yīng)用超透鏡實(shí)

13、現(xiàn)突破衍射極限的高分辨光學(xué)成像，研發(fā)出優(yōu)良性能的新型光源等等。為了實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，需要在這個(gè)嶄新的學(xué)科領(lǐng)域中，開展更廣泛深入的研究。在未來(lái)的歲月里，將要面對(duì)著各種挑戰(zhàn)，例如：（1）制作出傳播損耗可以與傳統(tǒng)的波導(dǎo)相比擬的光頻段亞波長(zhǎng)尺寸的金屬線回路；4（2）研發(fā)高效率的 SPPs 有機(jī)和無(wú)機(jī)材料的 LEDs，具有輻射可調(diào)性；（3）通過(guò)對(duì) SPP、施加電光、全光和壓電調(diào)制，以及利用增益機(jī)制，實(shí)現(xiàn)自主控制；（4）制作二維 SPPs 光學(xué)原型元件，例如，納米透鏡、納米光柵、納米耦合器、納米調(diào)制元件等，將光纖輸出信號(hào)直接耦合到 SPPs 回路中去；（5）研發(fā)深亞波長(zhǎng)的 SPPs 納米光刻蝕術(shù)；（6）深入地

14、探究 SPPs 中新效應(yīng)的物理機(jī)制。三、三、研究展望研究展望SPPs 在納米光子學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域中顯示出的巨大價(jià)值己為各領(lǐng)域人士所共識(shí)，未來(lái) SPPs 的研究將向多維化、實(shí)用化的方向發(fā)展。但 SPPs 的研究在我國(guó)起步較晚，如何降低 SPPs 納米波導(dǎo)傳輸損耗及如何利用 SPPS 設(shè)計(jì)制備各種新型、簡(jiǎn)便、高效的功能納米光學(xué)結(jié)構(gòu)與器件，正是未來(lái)需要鉆研的課題。只有兩者的不斷進(jìn)步和發(fā)展，SPPs 納米光子器件才能具有真正的實(shí)用價(jià)值，從而為實(shí)現(xiàn)納米全光集成這一美好前景打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1陳艷坤，韓偉華，李小明. 突破衍射極限的表面等離子激元J. 光電技術(shù)應(yīng)用，2011,26(4).2王慶艷，

15、王佳，張書練基于金屬表面等離子激元控制光束的新進(jìn)展J光學(xué)技術(shù)，2009,35(2):163-174.3Gramotnev D. K ,Pile D. F. P. Single-mode subwavelength waveguide with channel plasmon-polaritons in triangular grooves on a metal surfaceJApplied Physics Letters, 2004,85(26):6323-6325.4Moreno E, Garcia-Vidal F J, Rodrigo S G. Channel plasmon-polar

16、itons: modal shape, dispcrsion, and lossesJ. Optics Letters, 2006, 31(23):3447-3449.5Pile D E P, Gramotnev D K. Plasmonic subwavelength waveguides: next to zero losses at sharp bendsJ. Optics Leters, 2005, 30(10):1186-1188.6Boltasscva A, Volkov V S, Nielsen R B, et al. Triangular metal wedges for su

17、bwavelength plasmon-polariton guiding at telecom wavelengthsJ. Optics Express,2008,16(8):5252-5260.7Maier S A, Kik P G, Atwater H A. observation of coupled plasmon-polariton modes in Au nano particle chain waveguides of different lengths: Estimation of waveguide lossJApplied Physics Letters,2002,81(

18、9):1714-1716.8Halas N J, Knight M W, Grady N K, et al. Nanoparticle mediated coupling of light in to a nanowireJNano Letters,2007,7(8):2346-2350.9Maier S A, Kik P G, Atwater H A, et al, Local detection of electromagnetic energy transport below the diffraction limit in metal nano particle plasmon wav

19、eguides. Nature Materials, 2003,2(4):229-232.10 Zhang X, oulton R F, Sorger V J, et al, A hybrid plasmonic waveguide for subwavelength confinement and Iong-range propagationJ. Nature Photonics, 2008,2(8):496-500.511 Ozbay E. Plasmonics: Merging photonics and electronics at nanoscale dimensionsJ. Sci

20、ence, 2006,311(5758):189-193.12 J R Krenn, A Dereux, J C Weeber, Squeezing the Optical Near-Field Zone by Plasmon Coupling of Metallic Nanoparticles. Phy Rev Lett, 1999,82(12).13 Ebbesen T W, Lezec H J, Ghaemi H F et al. Nature, 1998, 391:66714 Fang N, Lee H, Sun C, et al. subdiffraction limited opt

21、ical imaging with a silver superlensJ. Science, 2005, 308(5721):534-53715 汪國(guó)平.表面等離子體激元納米集成光子器件J.物理，2006,35(6):502-50716 S I Bozhevolnyi and et al.Channel plasmon subwavelength waveguide components including interferometers and ring resonators. Nature, vol, 440, p.508, 200617 Leilei Yin, Vitali K, et

22、 al. Subwavelength Focusing and Guiding of Surface Plasmons. Nano lett 2005, 5, 139918 汪毅，周治平.基于表面等離子體激元的硅基激光器J.激光與光電子學(xué)進(jìn)展，2008，45(2):26-2619 Kik P G, Maier S A, Atwater H A. Phys. Rev. B, 2004, 69:04541820 劉瓊.周期性結(jié)構(gòu)的表面等離子體共振性能研究D.長(zhǎng)沙：中南大學(xué)，200921 張斗國(guó),王沛.表面等離子體亞波長(zhǎng)光學(xué)前沿進(jìn)展.物理，No.7，2005. 22 李娜,倪曉昌,王彬.表面等離子體

23、激元研究進(jìn)展.天津工程師范學(xué)院學(xué)報(bào).vol 20，No.4，2010.6開題報(bào)告開題報(bào)告一、一、 問題提出的背景問題提出的背景1.1. 背景介紹背景介紹互聯(lián)網(wǎng)和計(jì)算機(jī)的速度越來(lái)越快、功能越來(lái)越強(qiáng)大，但是電子線路的發(fā)熱和速度嚴(yán)重限制了計(jì)算機(jī)的運(yùn)行。用光子替代電子，光子不會(huì)像電子那樣產(chǎn)生大量熱量，并且隨著頻率的升高具有很高的數(shù)據(jù)傳輸能力。光子集成電路比傳統(tǒng)的電子集成電路具有很多明顯優(yōu)勢(shì)，包括信號(hào)屏蔽性、速度更快、發(fā)熱更少、帶寬更大、串?dāng)_更低等。然而，光子集成電路需要在納米級(jí)尺度內(nèi)控制光子，離桌面計(jì)算機(jī)和其他口常應(yīng)用還相差甚遠(yuǎn)。這對(duì)納米光子學(xué)的研究提出了新的挑戰(zhàn)：一方面要求光學(xué)器件尺寸高度小型化，便

24、于納米應(yīng)用和集成；另一方面要求能夠在納米尺度下控制光場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)在納米尺度內(nèi)的聚焦、變換、耦合、折射、傳導(dǎo)和復(fù)用，以及實(shí)現(xiàn)高準(zhǔn)直、超衍射的新型光源和各種納米光子學(xué)器件1。2.2. 本研究的意義和目的本研究的意義和目的半導(dǎo)體器件的性能、速度以及易用依賴于它們?cè)谕獠科骷系男⌒突c集成化。然而，當(dāng)代電子設(shè)備的信息集成處理和傳感正在迅速達(dá)到理論上的速度和帶寬的限制，這是一個(gè)日益嚴(yán)重的問題，阻礙了現(xiàn)代科技中許多領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展。最有前途的一種解決方案是用光信號(hào)取代作為信息載體的電信號(hào)。本課題主要通過(guò)軟件仿真實(shí)驗(yàn)得到復(fù)合楔形波導(dǎo)的各種物理參數(shù)，如傳播長(zhǎng)度（propagation length） 、等效折射率

25、（refractive index） 、光場(chǎng)大?。╩ode confinement） 。最后通過(guò)優(yōu)化，改變復(fù)合波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)，為之后進(jìn)一步的研究奠定基礎(chǔ)。二、二、 論文的主要內(nèi)容和技術(shù)路線論文的主要內(nèi)容和技術(shù)路線1.1. 主要研究?jī)?nèi)容主要研究?jī)?nèi)容本課題將探索表面等離子體光子的特性，將研究利用 SPP 特性設(shè)計(jì)不同結(jié)構(gòu)的納米波導(dǎo)。本項(xiàng)目將結(jié)合電磁理論與光學(xué)理論，研究不同結(jié)構(gòu)波導(dǎo)的導(dǎo)光特性和物理特性，利用SPP 獨(dú)有的性質(zhì)設(shè)計(jì)高效能的波導(dǎo)并進(jìn)行仿真分析和優(yōu)化，為該領(lǐng)域的應(yīng)用積累理論依據(jù)。2.2. 技術(shù)路線技術(shù)路線7本課題擬采用 COMSOL 作為仿真軟件，計(jì)劃對(duì) SPP 復(fù)合楔形波導(dǎo)進(jìn)行一系列的仿真與

26、優(yōu)化設(shè)計(jì)。首先根據(jù)之前查閱的相關(guān)文獻(xiàn)資料，對(duì)前人設(shè)計(jì)的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真驗(yàn)證。如下各圖：圖一 IMI 結(jié)構(gòu)4圖二 復(fù)合 WPP 波導(dǎo)5驗(yàn)證后，我們提出一種新型的復(fù)合楔形波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，如下圖：8對(duì)其進(jìn)行建模仿真，得到相應(yīng)的一組物理參數(shù)。與前人成果比對(duì)，并進(jìn)行優(yōu)化，最終得到高性能的導(dǎo)波結(jié)構(gòu)。3.3. 可行性分析可行性分析圖書館以及我?，F(xiàn)有的豐富的電子網(wǎng)絡(luò)資源，可以提供足夠的實(shí)驗(yàn)參數(shù)等本課題實(shí)驗(yàn)所需的相關(guān)信息。COMSOL Multiphysics 是一款大型的高級(jí)數(shù)值仿真軟件。廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域的科學(xué)研究以及工程計(jì)算，被當(dāng)今世界科學(xué)家稱為“第一款真正的任意多物理場(chǎng)直接耦合分析軟件”。模擬科學(xué)和工程領(lǐng)域的

27、各種物理過(guò)程，COMSOL Multiphysics 以高效的計(jì)算性能和杰出的多場(chǎng)雙向直接耦合分析能力實(shí)現(xiàn)了高度精確的數(shù)值仿真。三、三、 研究計(jì)劃進(jìn)度安排及預(yù)期目標(biāo)研究計(jì)劃進(jìn)度安排及預(yù)期目標(biāo)1.1. 進(jìn)度安排進(jìn)度安排第 1-4 周：進(jìn)行文獻(xiàn)查找和整理，文獻(xiàn)閱讀和翻譯，了解 SPP 的研究進(jìn)展，完成開題報(bào)告撰寫；第 5-8 周：掌握 COMSOL 仿真軟件的基本用法，對(duì)前人提出的結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模仿真，提出我們的新型結(jié)構(gòu)并進(jìn)行仿真；第 9-12 周：分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出物理參數(shù)，分析并進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化；第 13-15 周：進(jìn)行仿真測(cè)試資料和數(shù)據(jù)整理，完成畢業(yè)論文撰寫和答辯。2.2. 預(yù)期目標(biāo)預(yù)期目標(biāo)9在了解

28、 SPP 的基本特性之后，研究作為主要應(yīng)用的復(fù)合波導(dǎo)的導(dǎo)波特性及物理特性。學(xué)會(huì)使用 COMSOL 軟件對(duì)需要的結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模仿真，提出新型的結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真并且優(yōu)化，為后期的研究提供理論基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1陳艷坤，韓偉華，李小明. 突破衍射極限的表面等離子激元J. 光電技術(shù)應(yīng)用，2011,26(4).2王慶艷，王佳，張書練基于金屬表面等離子激元控制光束的新進(jìn)展J光學(xué)技術(shù)，2009,35(2):163-174.3Dmitri K. Gramotnev and Sergey I. Bozhevolnyi. Plasmonics beyond the diffraction limit. Nature

29、 Photonics, vol 4, Feb 2010,83-91.4Yusheng Bian, Zheng Zheng, Xin Zhao, Symmetric hybrid surface plasmon polariton waveguides for 3D photonic integration. Optics Express, Vol 17, No.23, Nov 2009.5Yusheng Bian, Zheng Zheng, Ya Liu, Hybrid wedge plasmon polariton waveguide with good fabrication-error-

30、tolerance for ultra-deep-subwavelength mode confinement. Optics Express, Vol.19, No.23, Nov 2011.10文獻(xiàn)翻譯和原稿文獻(xiàn)翻譯和原稿突破衍射極限的表面等離子體光子學(xué)Dmitri K. Gramotnev and Sergey I. Bozhevolnyi摘要摘要近幾年，基于 SPP（表面等離子體激元）的納米光子學(xué)的研究快速興起。電磁波沿金屬介質(zhì)的交界面?zhèn)鞑?，而且以超越衍射極限的微小尺度被金屬納米結(jié)構(gòu)導(dǎo)行。對(duì)于高度集成的光子信號(hào)處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，納米分辨率的光學(xué)成像技術(shù)和傳感器的設(shè)計(jì)而言，這種不尋常的特性有著獨(dú)特的前景。這篇綜述總結(jié)了等離子體導(dǎo)波的基本原理和主要成就，并詳細(xì)介紹了亞波長(zhǎng)表面等離子體波導(dǎo)、無(wú)源和有源納米表面等離子體器件、光場(chǎng)探測(cè)和操縱、納米尺度光學(xué)聚焦的配置等多個(gè)領(lǐng)域的最新進(jìn)展。最后，討論了納米光子器件和電路的潛在發(fā)展和應(yīng)用，如光信號(hào)處理，納米光學(xué)器件以及近場(chǎng)納米級(jí)分辨率顯微鏡的制造。前言前言半導(dǎo)體器件的性能、速度以及易用依賴于它們?cè)谕獠科骷系男⌒突c集成化。然而，當(dāng)代電子設(shè)備的信息集成處理和傳感正在迅速達(dá)到理論上的速度和帶寬的限制，這是一個(gè)日益嚴(yán)重的問題，阻礙了現(xiàn)代科技中許多領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展。最有前途的一種解決方案