一维含石墨烯光子晶体在太赫兹频段的传输特性研究的开题报告.docx

一维含石墨烯光子晶体在太赫兹频段的传输特性研究的开题报告

一维含石墨烯光子晶体在太赫兹频段的传输特性研究开题报告

研究背景

太赫兹波段是介于微波和红外之间的电磁波频段，其频率范围大约在0.1~10THz，有广泛的应用前景，例如无线通信、生物医学成像和工业生产等领域。然而，由于太赫兹波传输穿透不良，且其传输受到大气对太赫兹波的吸收影响，导致太赫兹波的传输和使用有一定的局限性。因此，寻找新的传输提高太赫兹波传输效率的方法具有重要意义。

光子晶体是一种周期性的结构，可以控制光的传播和波导行为，因此在太赫兹波段也有潜在的应用。近年来，由于石墨烯的特殊性质和独特的电学性质，石墨烯被广泛应用于光学和电子学领域的研究，被认为是一种富有前途的材料。

石墨烯光子晶体是在石墨烯基板上制备周期性结构的光子晶体，可以调控太赫兹波段的穿透、反射、吸收等光学特性。石墨烯光子晶体的光学特性受到其结构的影响，包括晶格常数、材料性质等因素，因此需要进一步探究其结构与光学特性的关系。

研究目的

本研究旨在通过数值模拟方法研究一维含石墨烯光子晶体在太赫兹频段的传输特性，探究结构参数对光学特性的影响，为石墨烯光子晶体的应用提供理论支持。

研究内容

1.建立石墨烯光子晶体模型，包括晶格常数、相位偏移等结构参数。

2.采用有限差分时域法（FDTD）数值模拟太赫兹波在石墨烯光子晶体中的传输特性。

3.研究不同晶格常数、不同相位偏移下的石墨烯光子晶体的透射谱、反射谱、穿透系数等光学特性。

4.探究石墨烯光子晶体材料参数对光学特性的影响，如石墨烯厚度、氧化程度等。

5.尝试将石墨烯光子晶体应用于太赫兹波的传输和控制，如开发太赫兹波滤波器、太赫兹波调制器等相关应用。

研究意义

1.探究石墨烯光子晶体的光学特性，对石墨烯的应用提供理论支持。

2.研究新型的太赫兹波传输和控制方法，拓展其应用领域。

3.推动太赫兹波技术发展，为无线通信、生物医学等领域的应用提供新的技术支撑。

预期成果

1.建立石墨烯光子晶体模型，探究不同结构参数对其光学特性的影响。

2.研究不同材料参数对石墨烯光子晶体的光学特性的影响。

3.探究石墨烯光子晶体在太赫兹波传输中的应用，并尝试制备太赫兹波滤波器、调制器等相关器件。

4.发表石墨烯光子晶体在太赫兹波段的传输研究论文。