二维蜂窝光子晶体边缘态的色散及效应研究开题报告

二维蜂窝光子晶体边缘态的色散及效应研究开题报告开题报告题目：二维蜂窝光子晶体边缘态的色散及效应研究摘要：光子晶体是一种具有周期性介电常数的材料，它可以通过光子波导、光子禁带和边缘态等特殊的光学效应来影响光的传播，具有重要的应用价值。其中，边缘态作为光子晶体的重要特性之一，受到了广泛的研究。在本研究中，我们将着眼于二维蜂窝光子晶体的边缘态。通过理论模拟和实验测试，我们将研究其色散关系及各种光学效应，如反射、散射、透射等。这将有助于我们深入了解二维蜂窝光子晶体的特性，并有望为未来光电子学领域的应用提供新的思路和方案。关键词：光子晶体；边缘态；色散；光学效应。背景介绍：光子晶体是一种由介电常数分布呈周期性结构的材料，可以强烈地影响光的传播。利用光子晶体的透射、反射和散射等特殊的光学效应，不仅可以实现对光的控制和调制，还可以应用到光通讯、生物检测、光学传感等领域。其中，边缘态作为光子晶体的重要特性之一，是指在光子晶体表面或对称性破缺处形成的光场分布。边缘态具有色散关系、多模、局域化、自旋极化等特点，在光学传送、信息处理等方面具有潜在的应用。蜂窝光子晶体是一种三角晶格结构，在光子晶体中占有重要地位。其优异的光学性能和结构简单性质，使其成为了研究的热点。研究目的和意义：本研究旨在探究二维蜂窝光子晶体的边缘态的色散关系及光学效应。通过理论模拟和实验测试，研究在不同条件下二维蜂窝光子晶体边缘态的光学特性，如散射、透射、反射、局域化、多模等效应，并探讨其在信息传递、光学设备等领域的应用潜力。研究方法：本研究主要采用以下方法：1.理论模拟：通过计算机模拟光子晶体的光学特性，研究其边缘态的色散关系和光学效应。2.实验测试：利用光谱仪、光学显微镜等实验设备对样品的光学性质进行测试，并验证理论模拟的结果。研究内容：本研究主要包括以下内容：1.二维蜂窝光子晶体的结构设计和制备。2.边缘态的色散关系和光学效应的理论模拟。3.实验测试蜂窝光子晶体的边缘态的光学特性，并验证理论模拟结果。4.研究边缘态的多模、局域化等光学效应，并探讨其在信息传递等领域的应用潜力。进度安排：本研究的进度安排如下：1.第一年：完成二维蜂窝光子晶体的结构设计和制备，进行理论模拟研究边缘态的色散关系和光学效应。2.第二年：进行实验测试蜂窝光子晶体的边缘态的光学特性，并对理论模拟结果进行验证。3.第三年：研究边缘态的多模、局域化等光学效应，并探讨其在信息传递等领域的应用潜力。预期成果：1.二维蜂窝光子晶体边缘态的色散关系和各种光学效应的系统研究结果。2.理论模拟结果和实验测试结果的对比分析和验证。3.边缘态的多模、局域化等光学效应在信息传递等领域的应用潜力探究。参考文献：[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