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基于锥形回音壁模式微腔的法诺共振研究的开题报告
一、选题的背景
随着纳米技术的不断发展，纳米级光学器件的制备和应用越来越受到关注。其中，微腔是纳米光学器件中重要的一种。微腔作为一种光学谐振腔，现已成为许多研究领域的一个关键因素。微腔通常由两个全反射镜或光介质层夹在一起形成，可以用来增强或削弱光的强度。除此之外，由于微腔光子的长寿命，其具有下列特性：谐振峰窄，光场分布均匀，非线性效应强，亢拍效应等。因此，微腔具有广泛的应用前景，如微波振荡器、激光器、量子信息处理、光学传感器和太赫兹波透镜等。
法诺共振是一种基于光学谐振腔的传感技术，可以通过微小的折射率变化来检测光子峰位移。法诺共振的目的是根据微腔的共振模式来测量微小的样品体积并测量样品的折射率变化。当前研究的结果表明，基于微腔的法诺共振技术可以应用于生物医学、环境和食品检测等广泛的领域中。在法诺共振领域，已经有许多基于球形和硅片的微腔进行的研究，但基于锥形回音壁模式微腔的法诺共振研究还有很大的空间。
二、研究内容及意义
本研究将探讨基于锥形回音壁模式微腔的法诺共振研究。在本研究中，将制备金属反射镜和锥形回音壁模式微腔的样品，并通过表征实验对其进行测试，研究其在纳米生物检测和分析领域的应用。实验将主要探讨以下几个方面：
1.利用实验方法制备金属反射镜和锥形回音壁模式微腔。
2.测量锥形回音壁模式微腔的光谱特性，分析其共振模式。
3.探究微腔的法诺共振特性，并研究其对于微小折射率变化的响应。
4.利用锥形回音壁模式微腔的法诺共振技术进行微生物检测和分析，并与传统技术进行对比。
本研究的意义在于：首先，基于锥形回音壁模式微腔的法诺共振研究对于微生物检测和分析领域的发展将具有重要的推动作用。其次，锥形回音壁模式微腔与传统的微腔相比，具有可重构性强、性能优越等优点，可以为纳米光学器件的研究提供新的方向和思路。
三、涉及的技术
本研究涉及到的技术主要包括：
1.光学反射镜的制备技术：利用电子束蒸发技术和氧化镁的成膜技术制备高品质的反射镜。
2.微加工技术：利用电子束曝光和干法蚀刻技术制备锥形回音壁模式微腔。
3.法诺共振技术:在微腔内表面附近形成近场和远场固有模，实现微小折射率变化的检测。
4.生物检测分析技术：利用法诺共振技术实现微生物检测和分析。
四、预期结果和创新性
本研究预计实现如下预期结果：
1.成功制备高品质的金属反射镜和锥形回音壁模式微腔。
2.观察到微腔的共振模式，测量其光谱特性。
3.探究锥形回音壁模式微腔的法诺共振特性，并通过实验研究其对于微小折射率变化的响应。
4.利用锥形回音壁模式微腔的法诺共振技术成功进行微生物检测和分析。
本研究具有如下创新性：
1.本研究将首次探讨基于锥形回音壁模式微腔的法诺共振研究，在微生物检测和分析等领域的应用具有重要的意义。
2.通过本研究，可以为纳米光学器件的发展提供新的思路和方向。
3.设计和制备的锥形回音壁模式微腔与传统的微腔相比具有可重构性强、性能优越等优点，将会为微腔技术的发展提供新的途径和方向。