基于光异构化效应的带隙调制三维光子晶体制备与性能研究的开题报告.docx

基于光异构化效应的带隙调制三维光子晶体制备与性能研究的开题报告

1.研究背景和意义

光子晶体是一种具有周期性结构的材料，可以通过调制其周期结构来控制其光学性质。它具有拓扑性质，因此受到了广泛的关注。控制光子晶体的带隙结构是实现功能性光学器件的关键，其中基于光异构化效应的带隙调制方法是一种有效的手段。本研究旨在通过这种方法制备具有优良性能的三维光子晶体，并探究其性能。

2.研究内容

本研究将采用自组装法制备三维光子晶体，通过聚合物的光异构化效应控制光子晶体的周期结构，并优化光子晶体的结构和材料性能。同时，采用实验和仿真计算的方法研究光子晶体的光学性质，包括带隙宽度、透射率、波导传输等。最后，将研究制备的三维光子晶体应用于光学器件中，如光波导、光源等，并测试其性能。

3.研究方法

制备过程中，首先将不同浓度的聚合物溶液注入到模板中，使溶液在模板孔道中自组装成光子晶体，再通过紫外线照射聚合物，实现光异构化效应。然后，采用离子束刻蚀法去除模板，得到完整的三维光子晶体。利用光谱仪测量光子晶体的透过谱和反射谱，分析带隙宽度和透射率等光学性质。最后，进行电子显微镜观察和有限元仿真计算，研究光子晶体的结构和波导传输等性质。

4.预期成果

本研究预计制备出具有优良性能的三维光子晶体，并探究其光学性质。同时，研究光子晶体的应用，如光波导、光源等。最终，可望实现对光子晶体的带隙调制和光学性质优化的深入理解，为探索光子晶体在光学器件中的应用提供理论和实验基础。