COMSOL和MODE Solutions用于光纤结构设计的对比任务书
2020-04-25 20:24:00
1. 毕业设计(论文)主要内容:
相比传统的折射率导光型光纤,光子晶体光纤(pcf)体积小巧、设计灵活多样、具有特殊的多孔结构和导模机制,在生化传感,环境监测,医疗诊断等领域的感测应用中提供了许多独特的优势。
目前,针对pcf传感器的前沿研究主要使用基于有限元(fem)的comsol软件,提出了多种pcf传感器的新型结构设计,以实现大检测范围、高线性度和高灵敏度。
mode solutions 软件拥有特征模式计算以及长距离光场传播的各种仿真方法,是一款设计、分析、优化从平面集成波导到光纤结构的理想工具。
2. 毕业设计(论文)主要任务及要求
完成的主要任务:
1. 熟悉mode solutions 软件的基本原理及使用,学会利用时域有限差分(fdtd)算法对pcf传感器结构进行设计和仿真;查阅相关文献,掌握pcf的基本概念以及结构特性,表面等离子体(spr)的共振原理和pcf-spr传感器的传感机理;
2. 针对pcf结构设计,对比mode solutions软件和comsol软件的优缺点;根据查找的文献,将已报道的pcf传感器结构利用comsol软件和mode solutions软件分别仿真,掌握这两种软件算法的基本原理以及仿真光子晶体光纤的整个流程;
3. 毕业设计(论文)完成任务的计划与安排
第7学期:完成选题和任务布置;
第8学期:巩固物理光学,光纤光学等相关基础知识;
第1-3周:查阅相关文献资料,明确研究内容,了解pcf的基本概念以及结构特性、表面等离子体共振的机理和激发方式,研究光纤直径,折射率分布,金属薄层厚度,金属种类对pcf-spr传感器性能的影响,完成开题报告;
4. 主要参考文献
[1] h.raether, surface plasmons on smooth and rough surfaces and on gratings, 1988 springer berlin.
[2] ya han, li xia*, deming liu, “highly sensitive fiber refractive index sensor based on side-core holey structure,” chinese physics b, vol. 23, no. 10,104219, 2014.
[3] 帅彬彬. 光子晶体光纤表面等离子体共振传感机理及其技术研究[d].华中科技大学,2013.