本科生畢業**
文獻綜述與開題報告
姓名與學號
指導教師
年級與專業 09級電子科學與技術或09級資訊與通訊工程
所在學院資訊與電子工程學系
一、題目：奈米尺寸雙v型表面等離激元波導導光特性研究
二、指導教師對文獻綜述和開題報告的具體內容要求：
對文獻綜述的要求：
要求詳細閱讀表面等離激元各種幾何結構波導的文獻，對之前已發表的各種結構的波導做乙個歸納總結，並比較各自的傳輸長度和模場大小，作出文獻綜述。
對開題報告的要求：
要求學生對表面等離激元和契形波導和凹槽的相關背景知識有深入理解，對目前已發表的各種契形波導有系統的歸納，能指出存在的不足和未來發展的方向。
指導教師（簽名
年月日目錄文獻綜述 1
一、 背景介紹 1
1. 當前整合技術的發展瓶頸 1
2. 表面等離子體激元的性質 1
3. 表面等離子體波導 1
二、 國內外研究現狀 1
1. 研究方向及進展 1
2. 課題應用前景 2
3. 存在的問題 3
三、 研究展望 4
開題報告 6
一、 問題提出的背景 6
1. 背景介紹 6
2. 本研究的意義和目的 6
二、 **的主要內容和技術路線 6
1. 主要研究內容 6
2. 技術路線 6
3. 可行性分析 8
三、 研究計畫進度安排及預期目標 8
1. 進度安排 8
2. 預期目標 8
文獻翻譯和原稿 10
文獻綜述
指導老師：***
***系 ***班姓名學號
一、 背景介紹
1. 當前整合技術的發展瓶頸
網際網路和計算機的速度越來越快、功能越來越強大，但是電子線路的發熱和速度嚴重限制了計算機的執行。用光子替代電子，光子不會像電子那樣產生大量熱量，並且隨著頻率的公升高具有很高的資料傳輸能力。光子積體電路比傳統的電子積體電路具有很多明顯優勢，包括訊號遮蔽性、速度更快、發熱更少、頻寬更大、串擾更低等。
然而，光子積體電路需要在奈米級尺度內控制光子，離桌面計算機和其他口常應用還相差甚遠。這對奈米光子學的研究提出了新的挑戰：一方面要求光學器件尺寸高度小型化，便於奈米應用和整合；另一方面要求能夠在奈米尺度下控制光場，實現在奈米尺度內的聚焦、變換、耦合、折射、傳導和復用，以及實現高準直、超衍射的新型光源和各種奈米光子學器件。
[1]2. 表面等離子體激元的性質
表面等離子體激元有望解決這一問題。表面等離子體激元是光與金屬自由電子相互作用、在金屬-介質介面產生的電子-光子混合共振。表面等離子體激元有兩種形式：
局域表面等離子體激元（localized su***ce plasmons, lsps）和表面等離子體極化激元（su***ce plasmon polaritons, spps）。lsps是電子與光子耦合的非傳播的激發，主要涉及很小的奈米顆粒的散射問題。spps是沿金屬表面傳播的極化波。
spps在垂直金屬表面上形成消逝場，場振幅呈指數衰減，因此spps的電磁能量被強烈地約束在表面附近，具有強大的近場增強效應；沿金屬表面由於歐姆熱效應，只能傳播有限距離。
3. 表面等離子體波導
在奈米光子學中，波導用來傳導光，扮演電纜或線路的角色，是實現奈米光子迴路的基礎。利用表面等離子體波導作為光子互連元件，具有無rc延遲和衍射極限限制的優勢。spps波導結構的種類有溝槽、楔形、金屬奈米條、奈米線、奈米顆粒，矩形間隙，狹縫等。
二、 國內外研究現狀
1. 研究方向及進展
表面等離子體是一門新興學科，我國對於此方面的研究起步較晚。當前表面等離子體亞波長的光學研究有如下進展和熱點問題。
1.1 spps光場的探測方法研究
目前spps的性質和金屬表面結構之間的關係不是很清楚，而與spps相關的器件就是利用spps在金屬表面的傳播行為和光場分布特性製成的，因此更詳細地了解spps的傳播行為是非常有必要的．由於spps是局域在金屬表面．且涉及到亞波長尺度的結構，因此傳統的光學檢測手段無法探測spps的傳播和分布。
1.2 spps的帶隙結構的研究
近幾年來光子晶體的研究成為光子學的乙個熱點問題。這些有關光子晶體的器件主要是由一些半導體或者絕緣材料製成的。利用這些材料製成的波長量級的結構可以用來控制光與物質的相互作用。
金屬材料也可以是用來製作光子帶隙結構，金屬表面上波長量級的週期性結構可以用來改變在其上傳播的spps的性質。
1.3 金屬微孔結構和狹縫陣列結構的研究
2023年，ebbesen在nature上發表了亞波長金屬小孔陣列結構的異常透過現象的文章[13]，實驗結果表明：該結構的透過光強不僅遠高於經典衍射理論計算結果，而且大於按照小孔所佔金屬表面的面積比的計算結果，這就意味著照在小孔之間的光也能通過某種方式耦合到金屬膜的另一邊．
1.4 spps在奈米光刻中的研究
由於光學衍射極限的存在，傳統的光學刻寫方法無法刻出超衍射極限的精細結構。儘管光投影刻蝕術(optical projection lithgraphy）可以通過採用更短的波長光源來達到上述目的，然而也會引發一系列相關的問題：例如，要求研發新的光源，新的光敏層材料，相關的光子學等等，這些問題都有待解決。
目前，利用sp
2. 課題應用前景
2.1 spps波導
spps波導是實現奈米光子迴路的基礎，在此基礎上人們可以進一步研製整合於金屬表面的各種spps器件，從而構築等離子體光子晶元。在這方面，武漢大學汪國平教授領導的研究小組的研究成果較為突出，並著有相關著作。在表面等離子帶隙結構中引人線缺陷即可引導spps的傳播，通過設計缺陷的形狀可以實現spps的直線波導、彎曲波導以及分束波導等[22]。
2.2 spps耦合器
等離子體光子晶元具有輸出輸入埠，這些埠通過spps耦合器，可以避免將遠場光直接耦合到spps晶元中的奈米光電子器件上。乙個優選的方案是將半球形狀的金屬奈米顆粒與基於奈米點的spps波導整合一起。當聚焦的spps饋送進耦合器中，傳播距離可達4.
0um。
2.3 spps新型光源
spps引發的電磁場，不僅能夠限制光波在亞波長尺寸結構中的傳播，而且能夠產生和操控從光頻到微波波段的電磁輻射。在有源光學材料附近附著金屬結構，在金屬結構表面誘導產生spps，使得有源光學材料周圍的光子態密度發生顯著變化，從而改變有源光學材料的自發輻射壽命，減弱非輻射過程對於其發光過程的影響，進而提高發光效率。
2.4 spps奈米光刻蝕技術
在目前加工製作電子電路的工藝水平下，最小的特徵尺寸大約為5onm．然而新型的光刻蝕術要求能夠加工奈米尺度的整合迴路．
2.5 spr感測器
利用表面等離子體共振（su***ce plasmon resonance, spr）現象研製光化學感測器已引起人們的極大興趣，正成為感測器領域的研究前沿。光纖spr感測器在感測機理上主要有兩類：一是利用倏逝場效應，通過腐蝕或研磨掉包層後在纖芯表面鍍金屬膜，或在錐形光纖表面鍍金屬膜；二是在纖芯內寫入長週期光柵，將芯內的模式在某一特定波長轉化成包層高階模，使高階模與等離子體實現相位匹配。
3. 存在的問題
表面等離子體光子學提供了難得的新機遇。基於此學科的發展而有望研發出spps晶元，用作超低損耗的光子互連元件。利用spps元件或迴路，可實現超密的光子功能器件中導波，深亞波長尺度的奈米光刻蝕術，應用超透鏡實現突破衍射極限的高分辨光學成像，研發出優良效能的新型光源等等。
為了實現這些目標，需要在這個嶄新的學科領域中，開展更廣泛深入的研究。在未來的歲月裡，將要面對著各種挑戰，例如：
（1）製作出傳播損耗可以與傳統的波導相比擬的光頻段亞波長尺寸的金屬線迴路；
（2）研發高效率的spps有機和無機材料的leds，具有輻射可調性；
（3）通過對spp、施加電光、全光和壓電調製，以及利用增益機制，實現自主控制；
（4）製作二維spps光學原型元件，例如，奈米透鏡、奈米光柵、奈米耦合器、奈米調製元件等，將光纖輸出訊號直接耦合到spps迴路中去；
（5）研發深亞波長的spps奈米光刻蝕術；
（6）深入地**spps中新效應的物理機制。
三、 研究展望
spps在奈米光子學應用領域中顯示出的巨大價值己為各領域人士所共識，未來spps的研究將向多維化、實用化的方向發展。但spps的研究在我國起步較晚，如何降低spps奈米波導傳輸損耗及如何利用spps設計製備各種新型、簡便、高效的功能奈米光學結構與器件，正是未來需要鑽研的課題。只有兩者的不斷進步和發展，spps奈米光子器件才能具有真正的實用價值，從而為實現奈米全光整合這一美好前景打下堅實的基礎。
參考文獻
[1] 陳豔坤，韓偉華，李小明. 突破衍射極限的表面等離子激元[j]. 光電技術應用，2011,26(4).
[2] 王慶豔，王佳，張書練．基於金屬表面等離子激元控制光束的新進展[j]．光學技術，2009,35(2):163-174.
[3] gramotnev d. k ,pile d. f.
p. single-mode subw**elength w**eguide with channel plasmon-polaritons in triangular grooves on a metal su***ce[j]．applied physics letters, 2004,85(26):6323-6325.
[4] moreno e, garcia-vidal f j, rodrigo s g. channel plasmon-polaritons: modal shape, dispcrsion, and losses[j].
optics letters, 2006, 31(23):3447-3449.
3 電子科學與技術專業畢業實習教學大綱
課程編號 00590060 課程名稱 畢業實習 學分 週數 4 4 一 實習目的 畢業實習的目的是使學生利用四年所學的專業知識並結合工程實踐，掌握積體電路特別是專用積體電路設計的全過程。二 實習任務 畢業實習的任務是使學生利用四年所學的專業知識並結合工程實踐，掌握積體電路特別是專用積體電路設計的全過...
2019浙江大學考研經驗電子科學與技術
一.抉擇期 我是2012外校剛考完浙大電子科學與技術專業的準研究生。本科211非985。在此想跟2012備戰浙大的你們分享一點我的心得和經驗，當然如果你們對我手上的資料還有我自己整理的筆記感興趣的話也可以聯絡我哈 2011年的4月之前，我並沒有考研的打算，心裡總有著一種要出校園，去社會積累一些經驗的...
中科大電子科學與技術系考研心得
我是今年09年外校考上中科大23系的。今年複試線310分,過線39人刷了9人招了30人。今年普遍招的少,與科大的 寧缺勿濫 原則有關。中科大在網上的資訊還是比較少的,將來我會發一些關於中科大的帖子,希望對未來考研的學弟學妹們有所幫助。23系的研究生設定的基本情況是這樣的 分生物醫學工程和電路與系統兩...