基于表面等离激元的折射率传感器研究任务书
2020-02-18 15:22:39
1. 毕业设计(论文)主要内容:
表面等离激元光子学是研究光和金属表面自由电子耦合所引起金属表面电荷密度振荡的性质及其应用的一门学科.金属中的自由电子在入射光的作用下产生集体振荡.在垂直表面的方向上强度呈指数衰减,使得亚波长金属结构中光场高度局域.基于薄膜光学理论对表面等离子体共振spr(surface plasmon resonance)传感器的特性进行分析,建立spr传感器光强反射率的数学模型。
通过调整金属薄膜介电常数和厚度、入射光波长或角度等参数,对spr传感器光强反射吸收峰进行研究。
毕设主要内容包括:
(1) 通过麦克斯韦方程组及金属-介质系统出发推导表面等离激元的激发方法及条件计算同轴电介质-金属薄膜-电介质结构中表面等离子体激元的色散方程;
(2) 掌握表面等离激元共振技术进行理论机制分析;
(3) 掌握物理场仿真软件comsol的运用进行参数比较,通过调整光栅结构模型的参数设置进行比较研究;
(4) 设计一种三维的光子晶体平板表面等离激元共振传感器模型;
(5) 不同金属膜厚度、不同实折射率和不同复介电常数的环境介质的表面等离激元共振信号进行了分析,给出了最佳金属膜厚度;
(6) 完成毕业论文。
2. 毕业设计(论文)主要任务及要求
(1) 查阅不少于15篇(其中近5年的外文文献不少于3篇)的相关资料,完成开题报告(设计的目的及意义至少800汉字;基本内容和技术方案至少400汉字)。
(2) 基于有限元法和物理场仿真软件comsol的运用进行参数比较,采用matlab语言分析棱镜类型、金属薄膜介电常数和厚度、入射光波长或角度等参数对spr反射吸收峰的影响,
(3) 完成不少于5000汉字(20000英文印刷符)的英文文献翻译。
(4) 查阅不少于20篇(其中近5年的外文文献不少于3篇)的相关资料,完成不少于12000字的毕业论文,正文应包含不少于10幅图(包括:原理图、流程图、结构框图、程序框图)。
3. 毕业设计(论文)完成任务的计划与安排
(1) 第1周—第4周 搜集资料,撰写开题报告;
(2) 第5周—第6周 论文开题;
(3) 第7周—第12周 撰写论文初稿;
(4) 第13周—第15周 修改论文;
(5) 第16周 论文答辩。
4. 主要参考文献
[1] 任文贞.基于表面等离激元的光伏和传感器件设计与调控[D].中国科学技术大学,2014.
[2] 贺卫东,张伟,栗苹.表面增强光谱和表面等离激元共振传感器[J].科学通报,2011年20期
[3] 林伟华,杨晨,南凡,黄行康.基于LabVIEW的表面等离激元共振测量液体折射率[J].物理实验,2011年04期.
[4] Kunhua Wen ,Li Chen,Jinyun Zhou,Liang Lei amp; Yihong Fang.A Plasmonic Chip-Scale Refractive Index Sensor Design Based on Multiple Fano Resonances[J] 2018,18(10):3181
[5] Zicong Guo,Kunhua Wen ,Qinyang Hu,Wenhui Lai,Jiyan Lin amp; Yihong Fang. Plasmonic Multichannel Refractive Index Sensor Based on Subwavelength Tangent-Ring Metal–Insulator–Metal Waveguide. Sensors 2018, 18(5): 1348.
[6] Chen, W., JianJun, C., WeiHua, T. amp; JingHua, X. Ultracompact Refractive Index Sensor Based on Surface-Plasmon-Polariton Interference. CHINESE PHYSICS LETTERS 29, 127304 (2012).
[7] Zhixiong Tang, Leyi Chen, Cheng Zhang, Shaoyin Zhang, Chengxin Lei, Daoyong Li, Sihao Wang, Shaolong Tang, amp; Youwei Du. Enhancing the figure of merit of refractive index sensors by magnetoplasmons in nanogratings . Optics Letters ,2018.10.12 :10.1364/OL.43.005090