1. 研究目的与意义
相对于电子器件，光子器件在信息传输和处理能力上有着相对显著的优势，在这个科技迅速发展的时代，当前这种借助光来传输电信号处理的现局面有望被打破，在未来，很可能迎来电子技术与光子技术真正融合的光通信时代，甚至是全光时代，利用全光器件来进行处理数据以及传输数据，提高速率，实现真正的海量光子数字信息处理。
光与物质的相互作用在我们生活中属于非常自然地现象，在我们的生活中充当着非常重要的作用，社会的发展进步和信息需求要求我们对光进行有效的操控，因此我们需要制作出更加有效的光传感器件，传统的光学器件在经过光的反射，折射，吸收以及衍射等特性可以对光进行调控，但因体积过大的原因，不满足现代化电子传感器件对高集成度和微型化的要求。最近几年由于发展迅速的微纳加工技术，紧凑型微纳光子学学器件渐渐成为了光调控领域的发展趋势。
传统光子器件无法突破衍射的极限，所以这表明控制光没有像控制电那么简单。为了突破光的衍射极限，光子器件的尺寸要非常小。当光学器件的尺寸达到微米量级的时候，集成化和微型化已经满足不了当代科技发展的需求了。因此，为了使光子器件达到亚波长的量级，怎样更好的控制光，突破衍射极限，在纳米量级中控制光子成为当前一个极其重要的研究话题，并且也有越来越多的科学家致力于探索突破衍射极限的微型光子器件。
2. 研究内容与预期目标
高介电常数的全介质超表面在近红外波段具有较小的吸收损耗、与 CMOS 系统相兼容且能将光场束缚在结构的内部，因此近些年被广泛研究。
自发现红宝石激光器以来，许多相关领域的发展得到了极大的促进，其中最为显著的是开启了非线性领域的研究。这些非线性效应包括倍频、光学克尔效应、四波混频、和频和差频等。由于体材料的非线性光学响应较弱，近年来，随着微纳光子学的发展，许多共振腔微纳器件被用来增强非线性效应，这些共振腔器件主要包括支持局域表面等离子共振响应的金属微纳器件和支持米氏共振的全介质微纳器件。共振腔微纳器件在非线性领域的良好表现主要是由于共振增强了结构内部的局域电场，促进了光和物质的相互作用，从而提高了光学倍频的转换效率。
FANO共振在物理现象中是一种特别的形式，最初在原子物理中被发现，它的形成原因是由于离散态与连续态的相互耦合，它的共振谱线分布是不对称的，所以它会产生非对称线形的散射共振现象。其在原子物理学，核物理学，凝聚态物理，电路，微波工程，非线性光学应用非常广泛。最近几年里，科学家们发现 在于微纳光子器件中FANO共振也普遍存在，正由于其谱特征异常尖锐和明显的近场增强的特殊性质，FANO 共振在一些领域中，例如光开关、非线性光学、纳米激光、光传感和慢光源等应用特别广泛。为了研究进一步提升传感器的传感性能，将微纳光子器件向高性能，小型化和高集成度方向推进发展。
3. 研究方法与步骤
时域有限差分法
有限差分法最早在1966年被提出，但是它的计算量非常大，所以在使用范围上并没有太多人使用，随着计算机的飞速发展，在编程的帮助下，这种方法逐渐走进人们视线，被人们广泛使用。在这种方法里，原理是用差商、差分来代替麦克斯韦方程组中的微商、微分的一种方法。时域有限差分方法原理即是运用近似的方法，将划分的网格点上解代替真实的计算域的解，所以只要我们在求解域中划分的网格足够密集，就可以使计算结果达到很高的精度，它和有限元方法在解决多物理场的问题时都有很重要的应用。
4. 参考文献
[1]唐丹丹.基于MDM波导耦合谐振腔的Fano共振效应及其传感特性研究[D].南京邮电大学,2020.1-72.
[2]陈兵.二维光子晶体Fano共振的研究及应用[D].南京邮电大学,2020.1-71.
[3]鹿利单,祝连庆,曾周末,崔一平,张东亮,袁配.基于硅基光子器件的Fano共振研究进展[J].物理学报,2021,70(03):19-38.
5. 工作计划
2022.2下达任务书
2022.3 查阅相关资料，熟悉基本理论，完成英文翻译，完成开题报告
2022.4 学习并使用FDTD solutions软件，完成纳米传感器的建模，计算模拟参数，得出模拟结果，整理实 验数据。
