1. 研究目的与意义
背景：在非线性光学的研究中发现，金属薄膜具有优秀的三阶光学非线性，然而金属材料本身的光学性质决定了金属薄膜中电场强度的衰减非常剧烈，限制其光学非线性的体现。将金属薄膜与透明电介质结合在一起构成一维光子晶体，得到人造的金属-电介质光子晶体（metal-dielectric photonic crystal，缩写mdpc），具有周期性结构的特性。这样的话，即使在单个的整块金属里传输很小，但是在保持金属层总厚度不变的金属-电介质光子晶体中，由于多重布拉格反射的共振性质，使传输带内的传输很大，大幅地提高了透过率。
目的：依靠电子计算机comsol multiphysics软件，结合有限元的概念，建立物理模型，然后通过数值计算和图像显示的方法，分析得到mdpc的线性光学特性。
意义：利用该数值模拟的方法，方便理论研究，研究一维金属-电介质光子晶体的结构的线性光学特性，分析总结数值模拟的结果，为后续的样品制备和实验开展提供理论基础，对于相关课题的开展具有重要意义。
2. 研究内容和预期目标
研究内容：
1．查阅文献资料，了解相关材料的研究现状；
2．认真学习comsol multiphysics软件的使用方法；
3. 研究的方法与步骤
本课题以理论研究为主，采用一套较为完整的从原理分析、模型构建、数值仿真研究方案。
其中原理分析主要是经典的电动力学以及电磁波传播理论。
数值仿真则使用comsolmultiphysics多物理场耦合分析软件，建立一维金属-电介质光子晶体材料的模型，在此模型框架内进行有限元分析。
4. 参考文献
[1] Scalora M,Dowling J P, Bowden C M, Bloemer M J. Optical Limiting and Switching ofUltrashort Pulses in Nonlinear Photonic Band-Gap Materials[J]. Physical ReviewLetters, 1994, 73(10): 1368-1371.[2] Sigalas M M, Chan C T, Ho K M,Soukoulis C M. Metallic Photonic Band-Gap Materials[J]. Physical Review B,1995, 52(16): 11744-11751.[3] Bennink R S, Yoon Y K, Boyd R W, SipeJ E. Accessing the Optical Nonlinearity of Metals with Metal-DielectricPhotonic Bandgap Structures[J]. Optics Letters, 1999, 24(20): 1416-1418.[4] Lepeshkin N N, Schweinsberg A, PireddaG, Bennink R S, Boyd R W. Enhanced Nonlinear Optical Response ofOne-Dimensional Metal-Dielectric Photonic Crystals[J]. Physical Review Letters,2004, 93(12):123902.1-4.[5] Scalora M, Mattiucci N, D'Aguanno G,Larciprete M, Bloemer M J. Nonlinear Pulse Propagation in One-DimensionalMetal-Dielectric Multilayer Stacks: Ultrawide Bandwidth Optical Limiting[J]. Ph；ysical Review E, 2006, 73(1):016603.1-6.[6] Wood B, Pendry J B, Tsai D P. DirectedSubwavelength Imaging Using a Layered Metal-Dielectric System[J]. PhysicalReview B, 2006, 74(11):115116.1-8.[7] Shen L F, Yang T J, Chau Y F. 50/50Beam Splitter Using a One-Dimensional Metal Photonic Crystal with ParabolalikeDispersion[J]. Applied Physics Letters, 2007, 90(25):251909.1-3.[8] Wang F Y, Li G X, Tam H L, Cheah K W,Zhu S N. Optical Bistability and Multistability in One-Dimensional PeriodicMetal-Dielectric Photonic Crystal[J]. Applied Physics Letters, 2008,92(21):211109.1-3.
5. 计划与进度安排
第1周，2022年2月25日-3月3日，下发毕业论文任务书；
第1—2周，2022年2月25日-3月10日，学生提交开题报告等材料，指导教师审核；
第3—14周，2022年3月11日-5月31日，学生按开题报告撰写论文；
