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新型表面等离激元波导的耦合效应及其设计的任务书
任务书
一、研究背景
随着微电子技术的发展，信息的传输速度和带宽需求也不断提高。在信息传输中，光信号不仅具有高速，而且具有传输距离长、免受电磁干扰等优点，因此在光通信中得到了广泛应用。然而，由于光的折射率较低，固定的光波导结构的传输距离有限，因此需要进行光波导的优化设计。
表面等离激元波导是一种新型的光波导结构，它是通过在金属表面上引发等离激元振荡，使光信号可以在金属表面上传输的一种新型波导。由于表面等离激元波导具有连续的折射率分布，其传输距离可以比传统的光波导结构更长，因此具有更广泛的应用前景。
然而，在实际应用中，表面等离激元波导的耦合效应会对其性能产生影响。因此，通过研究表面等离激元波导的耦合效应，可以为优化设计表面等离激元波导结构提供理论基础。
二、研究目的
本研究的目的是：通过研究新型表面等离激元波导的耦合效应，探究影响波导结构性能的关键因素，并利用这些因素进行波导结构优化设计，以提高表面等离激元波导的性能。
三、研究内容和方法
（一）研究内容
1、分析表面等离激元波导的耦合效应机制。
2、研究表面等离激元波导耦合效应与波导结构、金属层宽度、波导结构间距and/or相位差、波导结构几何形状等因素的关系。
3、分析表面等离激元波导的传输性能并进行模拟计算。
4、利用模拟结果对表面等离激元波导的结构进行优化设计。
（二）研究方法
1、根据表面等离激元波导的理论模型，建立耦合效应的分析模型。
2、利用有限元方法对波导结构进行模拟计算，以分析波导结构的传输性能和不同参数之间的关系。
3、通过在MATLAB环境下编写程序对优化设计进行计算，优化传输性能指标。
四、研究计划
（一）研究进度
1、前期准备：2022年6月-8月
调查表面等离激元波导的理论研究现状，整理相关文献，建立研究组，确定研究方向和任务。
2、方案设计和实验材料准备：2022年9月-2022年11月
考虑表面等离激元波导的理论和实验研究需求，设计研究方案和相关实验方案，并准备实验所需材料和设备。
3、理论模型建立和模拟计算：2022年12月-2023年3月
根据前期工作的基础，建立表面等离激元波导的理论模型和耦合效应分析模型，并采用有限元方法进行模拟计算。
4、优化设计和实验验证：2023年4月-2023年7月
根据模拟计算结果进行优化设计，并通过实验验证进行性能评估。
5、论文撰写和论文答辩：2023年8月-2023年10月
根据研究成果撰写论文，并完成答辩。
（二）研究经费预算
本研究所需经费预算合计120万元，包括以下项目：
1、实验设备购置和维护等费用：40万元。
2、研究任务执行人员劳务费用和差旅费用等：40万元。
3、论文撰写和发表的费用：20万元。
4、其他杂项费用：20万元。
五、研究成果及其应用前景
本研究的成果包括：分析表面等离激元波导的耦合效应机理，探究关键因素，进行优化设计，并验证实验结果。这些成果将为表面等离激元波导的性能提高提供重要的理论和实践支持，为相关领域的研究和技术应用做出贡献。
本研究成果可应用于光通信、光电传感和生物传感等领域，提高光器件和光传输系统的性能和效率，推动光通信技术的发展。同时，本研究还可为相关领域的科研和技术应用提供重要的理论指导和技术支持。