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基于表面等离子体共振光子晶体光纤偏振分束的理论研究的开题报告
研究方向简介：
表面等离子体共振（SurfacePlasmonResonance，SPR）技术广泛应用于化学、生物、医药等领域，其原理是将金属表面的电子振荡与入射光的电磁波耦合起来形成表面等离子体波，这种波对分子吸附引起的介质折射率变化极为敏感，故可用于检测小分子、蛋白质、DNA等生物分子。而光子晶体光纤（photoniccrystalfiber，PCF）具有高优势的模式控制能力和的长距离光耦合特性，可以有效降低耦合损耗和增强传感器灵敏度，因此将两者结合起来进行研究具有很大的应用前景。
本研究希望基于SPR技术和PCF器件，建立一种高灵敏度的光纤化学传感器，将PCF中的表面等离子体共振现象与偏振分束结合起来，从而能够实现对化学物质的高灵敏度检测和分析。
研究内容：
本研究将采用有限元数值模拟软件COMSOLMultiphysics对SPR光子晶体光纤偏振分束结构进行理论研究。
一、建立模型
在COMSOLMultiphysics软件中建立表面等离子体共振光子晶体光纤偏振分束结构的模型。包括芯层、包层和PCF的具体结构参数。通过优化PCF的结构参数和包层的材料参数，选择出能够实现SPR现象的最优结构。
二、分析SPR现象
利用COMSOLMultiphysics软件对SPR现象进行分析。观察平面波、棒状物和球形物在地面上反射时出现的SPR现象，分析其散射光子的传播状况。根据所得散射光强度的变化曲线，确定SPR模式出现的光子能量范围和显示SPR灵敏度的参数。
三、研究偏振分束
结合PCF的模式控制特点，应用偏振分束技术对SPR传感器进行优化。通过改变入射光的偏振状态和PBF传输长度，研究偏振状态对SPR现象的影响和PBF传输长度对传感器灵敏度的影响。
四、结论
总结分析模拟结果，探讨SPR现象、PCF偏振分束技术和PBF传输的优缺点，并寻找可行的优化方案，提出具有实际可操作性的方案。
研究意义：
1.本研究提供了一种基于PCF和SPR技术结合的高灵敏度传感器，为生物分子的检测和分析提供可靠的手段。
2.研究偏振分束技术可以有效提高传感器的灵敏度，拓宽了光化学传感器的应用范围。
3.可为相关领域的科研工作者提供有益的参考和借鉴，推动光化学传感器技术的发展和进步。
结语：
本研究将对基于表面等离子体共振光子晶体光纤偏振分束结构的光纤化学传感器进行深入研究，探索偏振分束技术对SPR现象的影响，寻找实际可操作的优化方案，并为有机物、生物分子等方面提供革新性的检测和分析手段。