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一维光子晶体光传输特性的数值研究的开题报告
一、选题背景
光子晶体是一种特殊的材料，通过在宏观尺度上制作周期性微结构能够控制光子在其中的传播以及光子的能带结构等光学性质。光子晶体在制备方法、光学表现和应用领域上都有广泛的研究。其中，一维光子晶体由于制备简单、光学性质易理解等优点，已经成为实验研究中的热门对象。目前，一维光子晶体已经被应用于全息记录、传感器、光电器件等方面。
然而，对于一维光子晶体的光传输特性，目前仍存在一些问题亟待解决，如传输效率低、损耗大等。因此，通过数值模拟的方式深入研究一维光子晶体的光传输特性，有助于优化相关器件的设计，提高器件性能。
二、选题意义
通过对一维光子晶体光传输的数值研究，可以深入探究光子晶体中光的传播特性，探索光在光子晶体中的耦合、散射等现象，为设计优化光子晶体器件提供科学依据。此外，通过模拟研究光在一维光子晶体中的传输过程，也能够为相关研究提供重要参考，为光子晶体在其他领域的应用提供技术支持。
三、研究内容和方法
1.研究内容：
本研究将针对一维光子晶体的光传输特性进行数值模拟研究。具体内容包括：
(1)分析不同波长光的引入方式对光子晶体传输的影响。
(2)研究光子晶体中光的横向扩散和纵向传输的规律。
(3)分析光子晶体中光的反射、透射等基本现象的物理本质。
(4)探究光子晶体中的能带结构、光子晶体中不同模式的光传输等。
2.研究方法：
本研究将采用有限差分时间域（FDTD）方法对一维光子晶体光传输进行数值模拟。具体方法包括：建立一维光子晶体模型并在该模型中引入光源；使用FDTD方法模拟光在一维光子晶体中的传播过程；通过分析模拟结果得出有关光传输特性的结论。
四、预期结果
通过本次数值研究，我们能够更全面地了解一维光子晶体中光的传播特性，探究光子晶体中不同类别光的传输规律，揭示光子晶体的物理本质。预期结果包括：光子晶体的传输效率的提高；对光子晶体中光传输规律的深入认识；为光子晶体的应用提供更全面、更准确的物理基础。
五、进度安排
第1-2周：阅读相关文献，深入了解一维光子晶体的基本性质和光传输特性。
第3-4周：建立一维光子晶体模型，考虑不同波长光的引入方式。
第5-7周：使用FDTD方法模拟光在一维光子晶体中的传播过程。
第8-9周：分析模拟结果得出有关光传输特性的结论。
第10周：完成论文的写作及论文答辩。
六、参考文献
1.王静,王淑英,郭与民,等.柔性一维光子晶体透明电极[J].材料导报,2018(03):37-41.
2.刘晓辉,顾建钢.光子晶体传感器的研究进展[J].发光学报,2018,39(12):1423-1429.
3.江毅,丁洪辉.光子晶体材料的研究现状及应用展望[J].武汉轻工大学学报(自然科学版),2015,30(4):52-57.