基于表面等離子體的級(jí)聯(lián)腔濾波器特性研究的開題報(bào)告

基于表面等離子體的級(jí)聯(lián)腔濾波器特性研究的開題報(bào)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(jí)的金屬薄膜和介質(zhì)之間形成的一種特殊的電磁波。具有高度集中的場(chǎng)分布和強(qiáng)烈的增強(qiáng)作用，被廣泛應(yīng)用于成像、傳感、光電存儲(chǔ)等領(lǐng)域。而級(jí)聯(lián)腔濾波器（CascadedResonatorFilter,CRF）是指由多個(gè)諧振腔級(jí)聯(lián)構(gòu)成的濾波器，具有可調(diào)諧頻率、高品質(zhì)因子等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于通信、雷達(dá)等領(lǐng)域中。因此，將表面等離子體和級(jí)聯(lián)腔濾波器結(jié)合起來研究其特性，具有理論價(jià)值和實(shí)際應(yīng)用價(jià)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(jí)聯(lián)腔濾波器的特性，并探索其在通信、雷達(dá)等領(lǐng)域的應(yīng)用。本課題的研究結(jié)果對(duì)于深入理解表面等離子體和級(jí)聯(lián)腔濾波器的物理過程，以及在光電存儲(chǔ)、傳感、成像等領(lǐng)域的應(yīng)用具有一定的理論意義和實(shí)際價(jià)值。三、研究?jī)?nèi)容和方法本課題主要研究?jī)?nèi)容包括：1、建立基于表面等離子體的級(jí)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(jí)聯(lián)腔濾波器的頻率響應(yīng)、品質(zhì)因子、透過率和帶寬等特性；3、研究級(jí)聯(lián)腔濾波器的諧振狀態(tài)、場(chǎng)分布等特性；4、探索級(jí)聯(lián)腔濾波器在通信、雷達(dá)等領(lǐng)域的應(yīng)用。研究方法主要包括基于Maxell-Garnett理論的數(shù)值計(jì)算、基于有限元軟件COMSOLMultiphysics的數(shù)值仿真、理論分析等方法。四、預(yù)期成果本課題的預(yù)期成果為：1、建立基于表面等離子體的級(jí)聯(lián)腔濾波器的理論模型，深入理解其物理過程；2、研究級(jí)聯(lián)腔濾波器的頻率響應(yīng)、品質(zhì)因子、透過率和帶寬等特性；3、探索級(jí)聯(lián)腔濾波器在通信、雷達(dá)等領(lǐng)域的應(yīng)用，并提出改進(jìn)方案；4、為表面等離子體和級(jí)聯(lián)腔濾波器的理論研究和實(shí)際應(yīng)用提供參考。五、研究難點(diǎn)和解決方案本課題的研究難點(diǎn)主要包括：1、建立基于表面等離子體的級(jí)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(jí)聯(lián)腔濾波器的頻率響應(yīng)、品質(zhì)因子、透過率和帶寬等特性；3、探索級(jí)聯(lián)腔濾波器在通信、雷達(dá)等領(lǐng)域的應(yīng)用。針對(duì)這些難點(diǎn)，我們將采用基于Maxell-Garnett理論的數(shù)值計(jì)算和基于有限元軟件COMSOLMultiphysics的數(shù)值仿真方法，并結(jié)合理論分析進(jìn)行研究和探索，力求取得最佳結(jié)果。六、進(jìn)度安排本課題的進(jìn)度安排如下：1-3月：文獻(xiàn)調(diào)研和基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)；4-6月：建立基于表面等離子體的級(jí)聯(lián)腔濾波器的理論模型，并進(jìn)行數(shù)值計(jì)算和仿真；7-9月：研究級(jí)聯(lián)腔濾波器的頻率響應(yīng)、品質(zhì)因子、透過率和帶寬等特性；10-12月：探索級(jí)聯(lián)腔濾波器在通信、雷達(dá)等領(lǐng)域的應(yīng)用，并提出改進(jìn)方案。七、參考文獻(xiàn)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,