1. 研究目的与意义（文献综述）
随着现代社会信息化程度的不断提高以及信息技术的飞速发展，人们越来越需要对外界信息高速准确的感知，通信、生物、化学等各个领域的发展对传感器性能的要求也越来越高，要求对物理环境的感应信号能够直接进行信息处理，尽可能减少中间环节变换和复杂程度，受到现有电子学基本技术的限制，新型传感器的研发越来越倾向于借助于集成光学的手段来应对日益增强的挑战。表面等离子共振传感是一种新兴技术，因其高灵敏度而得到科学界的普遍关注。表面等离子体共振SPR传感器是一种新型的光学传感器，其具有高灵敏度、无需标记、可实时监测与对待测物无损伤的优点，非常适合用来制作生物传感器。SPR传感器自问世以来，以其显著的优点受到了人们的广泛关注，相关的研究一直是传感技术领域的热点问题。
表面等离子体共振是一种物理光学现象。当光在玻璃界面发生全反射时，其P偏振分量的倏逝波可以激发金属表面的自由电子产生表面等离子体波SPW。表面等离子体波指的是沿着金属和电介质间界面传播的电磁波。当入射角与波长满足特定值时倏逝波与表面等离子体波的频率与波数相等，二者将会发生共振。共振的结果是光的能量被吸收，在反射光谱上可以观察到共振吸收峰。当紧靠在金属薄膜表面的介质折射率不同的时候，共振吸收峰的位置也不同，以此达到传感的目的。由于受早期电子元件工艺水平的限制，人们加工不了微米、纳米尺寸的元件和回路，所以表面等离子波导没有很好的展现优势。随着工艺技术飞速发展，现在的工艺水平已经具备制备特征尺寸为微纳米级的电子元件和回路的条件，对表面等离子体的研究重新成为国际学者关注的热点。当结构尺寸与表面等离子体波传播距离可以相比拟时，表面等离子体波的特征及优势会充分显现出来。
现今，基于表面等离子体波导的传感器以其灵敏度高、方便、准确、快捷的优越性走进人们的视线，备受研究人员的青睐。与传统传感器相比，光电子传感器由于本身的免标记特性且可对生物分子进行实时高灵敏度检测，在医学诊断、药物检测、食品安全和环境保护等领域扮演着越来越重要的角色。而最常用的光电子传感器当属表面等离子体共振传感器，问世以来就以其独特的优点受到广泛的关注。集成光波导型表面等离子体共振传感器是一种新型的基于表面等离子体共振的现象的传感器，包含了传统等离子共振传感器的优点，又兼具集成光波导结构小型化、方便制作与易于集成的优点，在光电子集成器件领域有广大应用前景。
在光学生物传感器大家族中，最常用的当属表面等离子体共振Surface Plasmon Resonance,SPR生物传感器。SPR 光学生物传感器经过 20 年来的发展 ，已经成为生命科学和制药领域的一种重要的研究工具。自从1990年瑞典BiacoreAB公司首台商业化表面等离子体共振生物传感器Biacore问世以来，SPR传感器以其具有的独特的优点受到了人们的广泛关注，时至今日，已有数千篇利用SPR生物传感器研究生物基因、蛋白质与化学反应等相关学术文章发表，SPR传感技术已经成为生化检测的主流技术之一。由于SPR基于对未穿透样品的反射光的测量,所以能在混浊的甚至不透明的样品中进行，然而现有的SPR 传感技术与传统分析手段相比，特别是与免疫检测手段相比，在检测成本、易用性、稳定性、检测效率等方面还存在一些不足。这就决定了该技术今后几年的主要发展趋势。光纤表面等离子体共振传感器的研究是一个新兴领域，比早先的棱镜型表面等离子体共振传感器的研究晚了很多，但近年来，由于光纤表面等离子体共振传感器所具有的独特优点，引起了欧美、日本、俄罗斯等国家众多科学家的兴趣，他们在光纤SPR传感器的设计、优化及应用等领域做了大量的工作。然而，我们国家由于对光纤表面等离子体共振传感器的研究起步较晚，但在此领域还是做出了许多优秀成果，我国研究者已发表了数百篇文献资料，清华大学、上海交通大学、东南大学、中国科技大学等单位都在积极开展这方面研究工作。
2. 研究的基本内容与方案
设计的内容及目标包括：理解表面等离子体产生的条件，掌握常见表面等离子体传感器的工作原理，主要参数等。
熟练射频软件，能够对光学模块进行器件和材料级仿真。
实现纳米表面等离子体传感器的设计和优化。
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3. 研究计划与安排
第1周—第3周 搜集资料，撰写开题报告；
第4周—第5周 论文开题；
第6周—第12周 撰写论文初稿；
第13周—第16周 修改论文；
4. 参考文献（12篇以上）
[1]Plasmon-induced-transparency-in-terahertz-planar-metamaterials_2015_Optics-Communications
[2]Asymmetric-transmission-of-chiral-metamaterial-slab-with-double-L-resonators_2015_Optics-Communications
[3]The-collective-property-of-enhanced-transmission-through-compound-metal-periodic-arrays-of-subwavelength-apertures_2013_Optics-Communications
[4]Dual-band-optical-negative-index-metamaterial-based-on-hexagonal-arrays-of-triangular-nanoholes-in-metal-dielectric-films_2013_Optics-Communications
[5]Dual-spectral-plasmon-electromagnetically-induced-transparency-in-planar-metamaterials-based-on-bright-dark-coupling_2013_Optics-Communications
[6]Interaction-between-the-magnetic-polariton-and-surface-plasmon-polariton_2013_Optics-Communications
[7]Negative-index-optical-chiral-metamaterial-based-on-asymmetric-hexagonal-arrays-of-metallic-triangular-nanoprisms_2014_Optics-Communications
[8]Plasmonic-electromagnetically-induced-transparency-in-metamaterial-based-on-second-order-plasmonic-resonance_2011_Optics-Communications
[9]Optical-refractive-nanosensor-with-planar-resonators-metamaterial_2015_Optics-Communications
[10]王任锐.集成光波导SPR传感器的实验制作与工艺研究. 浙江大学, 2013.
[11]顾本源.表面等离子体亚波长光学原理和新颖效应.物理.2005,36(4)
[12]程开富.纳米光电子器件的最新进展及发展趋势.电子与封装.2005.5(9)
[13]张彤,崔一平.集成光学国际研究进展.电子器件.2004,27(l).
[14]葛德彪,阎玉波.电磁波时域有限差分方法.西安电子科技大学出版社,2001
[15]江辉明.基于平面光波导的SPR生物传感器的研究.江西师范大学, 2006.
[16]陈勇. SPR芯片的生化传感及光纤SPR传感技术的研究.中国科学技术大学, 2012.
[17]李昌峰.基于表面等离子体共振生物传感器的研究.天津大学精密仪器与光电子工程学院, 2007.
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