基于表面等離子體的級聯(lián)腔濾波器特性研究的開題報告

基于表面等離子體的級聯(lián)腔濾波器特性研究的開題報告一、選題背景表面等離子體（SurfacePlasmonPolariton,SPP）是指光波和金屬表面電磁波的共振耦合，在納米級的金屬薄膜和介質之間形成的一種特殊的電磁波。具有高度集中的場分布和強烈的增強作用，被廣泛應用于成像、傳感、光電存儲等領域。而級聯(lián)腔濾波器（CascadedResonatorFilter,CRF）是指由多個諧振腔級聯(lián)構成的濾波器，具有可調諧頻率、高品質因子等特點，被廣泛應用于通信、雷達等領域中。因此，將表面等離子體和級聯(lián)腔濾波器結合起來研究其特性，具有理論價值和實際應用價值。二、研究目的和意義本課題的研究目的是通過理論模擬和數(shù)值仿真，研究基于表面等離子體的級聯(lián)腔濾波器的特性，并探索其在通信、雷達等領域的應用。本課題的研究結果對于深入理解表面等離子體和級聯(lián)腔濾波器的物理過程，以及在光電存儲、傳感、成像等領域的應用具有一定的理論意義和實際價值。三、研究內容和方法本課題主要研究內容包括：1、建立基于表面等離子體的級聯(lián)腔濾波器的理論模型，分析其基本特性；2、通過數(shù)值仿真研究級聯(lián)腔濾波器的頻率響應、品質因子、透過率和帶寬等特性；3、研究級聯(lián)腔濾波器的諧振狀態(tài)、場分布等特性；4、探索級聯(lián)腔濾波器在通信、雷達等領域的應用。研究方法主要包括基于Maxell-Garnett理論的數(shù)值計算、基于有限元軟件COMSOLMultiphysics的數(shù)值仿真、理論分析等方法。四、預期成果本課題的預期成果為：1、建立基于表面等離子體的級聯(lián)腔濾波器的理論模型，深入理解其物理過程；2、研究級聯(lián)腔濾波器的頻率響應、品質因子、透過率和帶寬等特性；3、探索級聯(lián)腔濾波器在通信、雷達等領域的應用，并提出改進方案；4、為表面等離子體和級聯(lián)腔濾波器的理論研究和實際應用提供參考。五、研究難點和解決方案本課題的研究難點主要包括：1、建立基于表面等離子體的級聯(lián)腔濾波器的理論模型，分析其基本特性；2、通過數(shù)值仿真研究級聯(lián)腔濾波器的頻率響應、品質因子、透過率和帶寬等特性；3、探索級聯(lián)腔濾波器在通信、雷達等領域的應用。針對這些難點，我們將采用基于Maxell-Garnett理論的數(shù)值計算和基于有限元軟件COMSOLMultiphysics的數(shù)值仿真方法，并結合理論分析進行研究和探索，力求取得最佳結果。六、進度安排本課題的進度安排如下：1-3月：文獻調研和基礎知識學習；4-6月：建立基于表面等離子體的級聯(lián)腔濾波器的理論模型，并進行數(shù)值計算和仿真；7-9月：研究級聯(lián)腔濾波器的頻率響應、品質因子、透過率和帶寬等特性；10-12月：探索級聯(lián)腔濾波器在通信、雷達等領域的應用，并提出改進方案。七、參考文獻1.H.Raether,SurfacePlasmonsonSmoothandRoughSurfacesandonGratings(Springer,Berlin,1988).2.D.F.P.Pile,T.Ogawa,D.K.Gramotnev,T.Okamoto,M.Haraguchi,andM.Fukui,Phys.Rev.B68,165424(2003).3.R.Zia,M.D.Selker,andM.L.Brongersma,Opt.Express12,1619(2004).4.S.A.MaierandH.A.Atwater,J.Appl.Phys.98,011101(2005).5.M.Nayak,W.Cai,T.U.Tumkur,H.U.Chung,