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二维光子晶体限域自准直特性及应用研究的开题报告

一、研究背景

随着纳米技术的发展，光子晶体因其具有优异的光学性能和可调制性，成为研究热点。二维光子晶体是一种由周期性介质构成的结构，其具有比金属或半导体表面更丰富的光学特性，可用于光学传感、光学通信、光子集成电路等领域。在二维光子晶体中存在限域自准直效应，即只有特定的波矢与二维光子晶体的周期相吻合才能通过该结构。该特性可用于滤波器、光子晶体激光器等器件中，因此对其进行深入研究具有重要的理论和应用价值。

二、研究目的

本研究旨在系统性地研究二维光子晶体限域自准直特性，揭示其机理及特点，探究其在光学器件中的应用。

三、研究内容

1.建立二维光子晶体的理论模型，分析其布拉格衍射及限域自准直效应；

2.制备二维光子晶体样品，利用透射光谱、反射光谱等手段测试其光学特性；

3.研究限域自准直效应对透射率、反射率等光学性质的影响；

4.研究限域自准直效应在光学器件中的应用，如滤波器、激光器等。

四、研究方法

1.使用计算机模拟软件建立二维光子晶体理论模型，模拟并分析其光学特性；

2.利用三维光刻技术制备二维光子晶体样品，利用透射光谱、反射光谱等测试手段确定其结构及光学特性；

3.利用可调谐激光器测量限域自准直效应与透射光的各种参数之间的关系；

4.制备人工二维光子晶体激光器等光学器件，研究限域自准直效应在其中的应用。

五、研究意义

1.深入理解二维光子晶体限域自准直特性的机理和应用，丰富和完善了光子晶体的理论和应用基础；

2.提高二维光子晶体器件的性能和稳定性，为其更广泛的应用提供技术基础；

3.为光学器件设备的设计、制造和组装提供了指导意义，为相关领域的发展提供了新的思路。

六、研究进度安排

第一年：建立理论模型，制备二维光子晶体样品，测试其光学特性，分析限域自准直效应的机理和特性；

第二年：研究限域自准直效应对透射率、反射率等光学性质的影响，制备人工二维光子晶体激光器等光学器件，并研究限域自准直效应在其中的应用；

第三年：整理研究结果，撰写论文，完成论文答辩。