1. 研究目的与意义
研究背景:从 20 世纪 90 年代起,纳米科技迅速发展,对材料、信息、军事等领域均产 生了较为深远的影响。基于氧化锌、银、氮化镓、硫化镉等材料的 纳 米 激 光 器 的相关研究引起了广大科学家的广泛关注,通过引入纳米结构阵列,已经可使微 型化纳米线激光器达到甚至超过衍射极限。为了进一步突破限制纳米激光器尺寸 的衍射极限[1],近年来基于表面等离子体(Surface Plasmons,简记为 SPs)技术的微纳 结构不断兴起,并在突破衍射极限和局域场增强效应等方面显示出其优越特性。纳米等离子体激光器 利用纳米线结构实现高增益工作物质和谐振腔的集成,表面等离子体可突破光学 衍射极限,因此纳米等离子体激光器具有体积小,单色性、方向性好,工作效率 高,能量阈值低和响应时间短的优点。
研究目的:基于表面等离子体耦合半导体纳米激光器发光原理,对氧化锌纳米等离子体激光器进行了仿真计算,得到一些理论上的结果。
研究意义:激光器是军用光电子设备与装备的关键光源器件。而随着纳米材料的出 现和现代科技的发展,对激光器的要求也越来越精细,纳米激光器应运而生。 纳米激光器有重量轻、体积小、低压工作、功耗低、可调等优点,可广泛运 用于民用及军事领域。在不久的将来,纳米等离子体激光器可用作皮纳卫星推 进器,那就需纳米等离子体激光器具有精确地控制、调姿的功能。纳米等离子体激光 器具有重量轻、工作效率高等一系列优点,因此,纳米等离子体激光器在皮 纳卫星推进领域具有长足的发展空间。
2. 研究内容与预期目标
课题主要研究内容:主要对纳米激光器发光原理、表面等离子体做了理论分析和仿真计算。预期目标:使用fdtd solutions仿真软件,对单根氧化锌纳米线,以及纳米线阵列光场叠加进行仿真分析与计算。从而了解单根纳米线和纳米线阵列光场叠加的ZnO的内场分布特性,验证表面 等离子体对光波场的约束限制作用。
3. 研究方法与步骤
本文的结构安排为:首先使用 fdtd solutions仿真软件对单根 纳米线进行模拟仿真,对纳米线生长的研究具有一定的理论指导意义。
结构安排:
1、介绍各种纳米激光器的研究现状,并分析了各种纳米等离子体激光器 的优缺点,提出了本论文的纳米等离子体激光器结构
4. 参考文献
[1]刘友亮 阵列化纳米等离子体激光器关键技术研究
[2]王鹏 纳米等离子体激光器工艺及性能研究
[3]黄洪 纳米激光器关键技术研究
5. 工作计划
1、2022.2.25——2022.3.15
调研论文,完成开题报告,完成外文资料的翻译。
2、2022.3.16——2022.4.15
