1. 本选题研究的目的及意义
平面光波导作为集成光学的基本结构单元，在光通信、光传感、光信息处理等领域有着广泛的应用。
深入研究平面光波导中光的传播特性，对于设计高性能、多功能的光电器件具有重要的理论意义和实际价值。
本选题旨在通过理论分析和仿真模拟，系统地研究平面光波导中光的传播特性，揭示光波导参数与光场传播行为之间的关系，为平面光波导的设计和应用提供理论指导。
2. 本选题国内外研究状况综述
平面光波导的研究历史悠久，国内外学者在该领域已经取得了丰硕的成果。
近年来，随着光通信、光传感等领域的快速发展，平面光波导的研究持续升温，不断涌现新的理论、技术和应用。
1. 国内研究现状
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
本选题主要研究平面光波导中光的传播特性，并利用仿真软件进行模拟验证。
具体研究内容包括：
1.平面光波导的理论基础:介绍光波导的基本原理、平面光波导的结构和类型、麦克斯韦方程组与边界条件、导模的特性和分类等。
2.平面光波导的模式分析:推导平面光波导的模式方程，求解TE模式的特征方程，分析模式的截止条件，并研究模式的色散特性。
4. 研究的方法与步骤
本研究将采用理论分析和仿真模拟相结合的方法，并按照以下步骤逐步开展：
1.文献调研:查阅国内外相关文献，了解平面光波导的研究现状、发展趋势以及存在的关键问题，为本研究提供理论基础和参考依据。
2.理论分析:基于电磁场理论和光波导理论，建立平面光波导的数学模型，推导模式方程，分析其传播特性，包括模式特征、色散特性、损耗机制、耦合效率等。
3.仿真模拟:选用合适的仿真软件，例如COMSOL、FDTDSolutions等，根据理论分析结果，建立平面光波导的仿真模型，设置合理的仿真参数，模拟光波在平面光波导中的传播过程，观察其场分布、模式演化、传输损耗等特性。
5. 研究的创新点
本研究的创新点在于：
1.系统分析平面光波导的传输特性:将结合具体应用场景，对平面光波导的色散特性、损耗机制和耦合特性进行深入分析，揭示其对光信号传输的影响，为平面光波导的设计和优化提供理论依据。
2.理论分析与仿真模拟相结合:通过理论分析，建立平面光波导的数学模型，并利用仿真软件进行模拟验证，将理论与实践相结合，使研究结果更具说服力和实用价值。
3.探索平面光波导在新兴领域的应用:将在现有研究基础上，探索平面光波导在光传感、生物医学等新兴领域的应用，为平面光波导技术的发展开拓新的方向。
6. 计划与进度安排
第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。
第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲
第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文
7. 参考文献（20个中文5个英文）
1. 刘娟, 常胜利, 刘晓, 等. 基于COMSOL的二维光子晶体谐振腔结构仿真分析[J]. 激光与红外, 2021, 51(10): 1226-1231.
2. 冯宇, 郭立俊, 张首刚, 等. 光波导气体传感器研究进展[J]. 传感技术学报, 2020, 33(11): 1557-1566, 1574.
3. 王凯, 任晓敏, 杨春蕾, 等. 基于混合等效折射率法的二维光子晶体异质结构光波导特性研究[J]. 光子学报, 2020, 49(02): 188-195.
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