四邊形多連通波導網(wǎng)絡光子特性研究的開題報告

四邊形多連通波導網(wǎng)絡光子特性研究的開題報告一、研究背景和意義在光子學中，光波導網(wǎng)絡是一種重要的分析場景。在四邊形多連通波導網(wǎng)絡中，光子的傳輸會受到波導的形狀、相鄰波導之間的耦合等因素的影響，導致光子在網(wǎng)絡中的傳播路徑和特性發(fā)生改變。因此，針對四邊形多連通波導網(wǎng)絡的光子傳輸特性進行研究，對于了解光子在波導網(wǎng)絡中的行為規(guī)律，深入理解波導網(wǎng)絡的光子學特性以及拓展波導網(wǎng)絡應用的研究具有很高的理論和實際意義。二、研究目的和內(nèi)容該論文的研究目的主要是通過數(shù)值模擬和分析研究四邊形多連通波導網(wǎng)絡的光子傳輸特性。具體研究內(nèi)容包括：1.建立四邊形多連通波導網(wǎng)絡模型并確定網(wǎng)絡結(jié)構參數(shù)；2.對波導網(wǎng)絡中的光子傳輸進行數(shù)值模擬，并通過仿真方法分析其光子特性；3.將數(shù)值模擬結(jié)果與實驗結(jié)果進行比較，評估模擬的可行性和準確性；4.探討波導網(wǎng)絡的光子學特性如折射、反射、透射、吸收等規(guī)律。三、研究方法和技術路線本文主要使用數(shù)值模擬為主要研究方法。使用有限元數(shù)值模擬軟件COMSOLMultiphysics軟件建立四邊形多連通波導網(wǎng)絡模型，通過模擬分析光子傳輸過程中的光線追蹤、反射、折射等過程，獲取波導網(wǎng)絡的傳輸特性，包括傳輸距離、損耗等。同時，考慮到實驗結(jié)果的可行性和準確性，也將會對NUMERICALandEXPERIMENTAlCHARACTERIZATIONANDDESIGNOFAFOUR-CONNECTEDPHOTONICCRYSTALWAVEGUIDENETW0RK中的實驗結(jié)果進行參考，并與數(shù)值模擬結(jié)果進行比較。四、研究進展和時間安排預計研究進展如下：第一年：建立四邊形多連通波導網(wǎng)絡模型；第二年：進行波導網(wǎng)絡的光子傳輸數(shù)值模擬；第三年：研究波導網(wǎng)絡的光子學特性。時間安排：第一年：根據(jù)已有文獻和實驗數(shù)據(jù)建立波導網(wǎng)絡模型，確定結(jié)構參數(shù)；第二年：使用COMSOLMultiphysics和MATLAB等軟件對波導網(wǎng)絡的光子傳輸進行數(shù)值模擬，并分析其光子特性；第三年：對模擬結(jié)果進行分析總結(jié)，并將模擬結(jié)果與已有實驗數(shù)據(jù)進行比較，探討波導網(wǎng)絡的光子學特性。五、論文結(jié)構與預期成果預計的論文結(jié)構如下：1.緒論2.四邊形多聯(lián)通波導網(wǎng)絡的建立和模型設計3.波導網(wǎng)絡的光子傳輸數(shù)值模擬4.波導網(wǎng)絡的光子學特性分析5.結(jié)論和展望預期成果如下：1.建立了四邊形多連通波導網(wǎng)絡模型并確定了其關鍵結(jié)構參數(shù)；2.通過數(shù)值模擬和實驗數(shù)據(jù)的比較，得出了波導網(wǎng)絡的傳輸特性及光子學規(guī)律；3.給出了針對波導網(wǎng)絡的光子學特性分析，為進一步研究該網(wǎng)絡應用提供了理論參考。六、參考文獻1.Y.Xu,W.Du,H.Zhang,etc.,NUMERICALandEXPERIMENTAlCHARACTERIZATIONANDDESIGNOFAFOUR-CONNECTEDPHOTONICCRYSTALWAVEGUIDENETW0RK,JournalofOptics13(2011)075701.2.黃彪，劉鋒等，基于有限元等效加強場理論的光子晶體波導模型建立，物理學報，2011，60(6)：064218。3.郭貴，光子晶體波導中的光子傳輸特性分析，南開大學學報(自然科學版)，2019，52（1）：132-140。4.KiyoshiAsakawa,wavelength-dependentcouplingbetweenneighboringwaveguidesinrealistic2Dphotoniccr