二維蜂窩光子晶體邊緣態(tài)的色散及效應(yīng)研究開題報(bào)告

二維蜂窩光子晶體邊緣態(tài)的色散及效應(yīng)研究開題報(bào)告開題報(bào)告題目：二維蜂窩光子晶體邊緣態(tài)的色散及效應(yīng)研究摘要：光子晶體是一種具有周期性介電常數(shù)的材料，它可以通過光子波導(dǎo)、光子禁帶和邊緣態(tài)等特殊的光學(xué)效應(yīng)來影響光的傳播，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。其中，邊緣態(tài)作為光子晶體的重要特性之一，受到了廣泛的研究。在本研究中，我們將著眼于二維蜂窩光子晶體的邊緣態(tài)。通過理論模擬和實(shí)驗(yàn)測試，我們將研究其色散關(guān)系及各種光學(xué)效應(yīng)，如反射、散射、透射等。這將有助于我們深入了解二維蜂窩光子晶體的特性，并有望為未來光電子學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用提供新的思路和方案。關(guān)鍵詞：光子晶體；邊緣態(tài)；色散；光學(xué)效應(yīng)。背景介紹：光子晶體是一種由介電常數(shù)分布呈周期性結(jié)構(gòu)的材料，可以強(qiáng)烈地影響光的傳播。利用光子晶體的透射、反射和散射等特殊的光學(xué)效應(yīng)，不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)光的控制和調(diào)制，還可以應(yīng)用到光通訊、生物檢測、光學(xué)傳感等領(lǐng)域。其中，邊緣態(tài)作為光子晶體的重要特性之一，是指在光子晶體表面或?qū)ΨQ性破缺處形成的光場分布。邊緣態(tài)具有色散關(guān)系、多模、局域化、自旋極化等特點(diǎn)，在光學(xué)傳送、信息處理等方面具有潛在的應(yīng)用。蜂窩光子晶體是一種三角晶格結(jié)構(gòu)，在光子晶體中占有重要地位。其優(yōu)異的光學(xué)性能和結(jié)構(gòu)簡單性質(zhì)，使其成為了研究的熱點(diǎn)。研究目的和意義：本研究旨在探究二維蜂窩光子晶體的邊緣態(tài)的色散關(guān)系及光學(xué)效應(yīng)。通過理論模擬和實(shí)驗(yàn)測試，研究在不同條件下二維蜂窩光子晶體邊緣態(tài)的光學(xué)特性，如散射、透射、反射、局域化、多模等效應(yīng)，并探討其在信息傳遞、光學(xué)設(shè)備等領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。研究方法：本研究主要采用以下方法：1.理論模擬：通過計(jì)算機(jī)模擬光子晶體的光學(xué)特性，研究其邊緣態(tài)的色散關(guān)系和光學(xué)效應(yīng)。2.實(shí)驗(yàn)測試：利用光譜儀、光學(xué)顯微鏡等實(shí)驗(yàn)設(shè)備對(duì)樣品的光學(xué)性質(zhì)進(jìn)行測試，并驗(yàn)證理論模擬的結(jié)果。研究內(nèi)容：本研究主要包括以下內(nèi)容：1.二維蜂窩光子晶體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制備。2.邊緣態(tài)的色散關(guān)系和光學(xué)效應(yīng)的理論模擬。3.實(shí)驗(yàn)測試蜂窩光子晶體的邊緣態(tài)的光學(xué)特性，并驗(yàn)證理論模擬結(jié)果。4.研究邊緣態(tài)的多模、局域化等光學(xué)效應(yīng)，并探討其在信息傳遞等領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。進(jìn)度安排：本研究的進(jìn)度安排如下：1.第一年：完成二維蜂窩光子晶體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制備，進(jìn)行理論模擬研究邊緣態(tài)的色散關(guān)系和光學(xué)效應(yīng)。2.第二年：進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測試蜂窩光子晶體的邊緣態(tài)的光學(xué)特性，并對(duì)理論模擬結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。3.第三年：研究邊緣態(tài)的多模、局域化等光學(xué)效應(yīng)，并探討其在信息傳遞等領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。預(yù)期成果：1.二維蜂窩光子晶體邊緣態(tài)的色散關(guān)系和各種光學(xué)效應(yīng)的系統(tǒng)研究結(jié)果。2.理論模擬結(jié)果和實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果的對(duì)比分析和驗(yàn)證。3.邊緣態(tài)的多模、局域化等光學(xué)效應(yīng)在信息傳遞等領(lǐng)域的應(yīng)用潛力探究。參考文獻(xiàn)：[1]YablonovitchE.Inhibitedspontaneousemissioninsolid-statephysicsandelectronics[J].PhysicalReviewLetters,1987,58(20):2059-2062.[2]JohnS.Stronglocalizationofphotonsincertaindisordereddielectricsuperlattices[J].PhysicalReviewLetters,1987,58(23):2486-2489.[3]JoannopoulosJD,JohnsonSG,WinnJN.Photoniccrystals:Moldingtheflowoflight[M].PrincetonUniversityPress,2008.[4]WangZ,GaoZ,HuangCY,etal.Graphene-inducedmodeconversi