量子点光子晶体光纤光谱与激光特性的基础研究的开题报告

量子点光子晶体光纤光谱与激光特性的基础研究的开题报告开题报告一、研究背景光子晶体材料是一种具有周期性介电常数分布的结构，它可以在光子带隙中控制光的传播与发射。这种结构的光子禁带与光子态本质上是量子力学的效应，因此称为量子光学。在实际应用中，量子光学在光学通信、激光器制造等方面有着广泛的应用。相比常规的光纤结构，光子晶体光纤的光传播方式和调制特性更具有灵活性和多样性。而量子点（QD）又是一种特殊的半导体材料，在光学、电子学等领域有着不同于传统半导体的优异特性。将这两种结构相结合，可以在光波长尺度上实现精确控制光谱，并实现一些特殊的光学功能。因此，研究量子点光子晶体光纤光谱与激光特性对于光学通信、生物医学等领域有着重要的应用价值。二、研究目的及意义本研究旨在探究量子点光子晶体光纤的光学特性，主要包括：1.探究量子点光子晶体光纤的吸收光谱、荧光发射光谱等表征方法，并分析影响其发光性能的因素；2.研究量子点光子晶体光纤的激光特性，包括激光阈值、发射波长、发射光强等方面，比较不同结构的光子晶体光纤的性能差异；3.分析量子点光子晶体光纤的应用前景，探讨其在光学通信、生物医学等领域的应用可能性。三、研究方案1.实验设计本研究将选取不同类型、不同制备工艺的量子点光子晶体光纤作为样品，采用紫外-可见光谱或拉曼光谱等方法对其进行表征。通过光学实验，研究其光学特性，分析其内在机理，研究各种参数对其光学性能的影响，如颗粒大小、晶格常数、晶格结构、孔隙率等因素。针对不同结构的光子晶体光纤，比较其激光特性，包括激光阈值、发射波长、发射光强等方面的性能差异。2.实验步骤(1)制备量子点光子晶体光纤样品；(2)对样品进行吸收光谱、发射光谱等表征实验；(3)查询文献资料，确定影响其发光性能的因素；(4)通过不同工艺对样品进行处理，比较各种条件对发光性能的影响；(5)分析实验结果，得出结论。四、研究预期结果本研究预期可以：1.深入探究量子点光子晶体光纤的光学特性，并确定影响其性能的因素；2.研究不同结构的光子晶体光纤，在激光器制造等领域具有的应用优势；3.探究量子点光子晶体光纤在生物医学、光学通信等领域的应用前景。五、研究计划时间表第一年：1.调查文献资料，确定研究方向和方法；2.制备量子点光子晶体光纤样品，并进行光学表征实验；3.分析数据，探究样品的光学特性和影响因素。第二年：1.比较不同制备工艺下样品的发光性能差异；2.开展激光特性研究，比较不同结构的光子晶体光纤的性能差异；3.尝试在光学通信、生物医学等领域用到量子点光子晶体光纤。第三年：1.总结并分析实验结果，得出结论并撰写论文；2.开始后续相关研究工作。六、参考文献[1]王明月,方向锐.光子晶体光纤制备技术研究.中国光学,2012,5:473-477.[2]YanYC,ChouTH,HsiehCC,etal.Highlyefficientlightemittersbasedonquantumdotsandphotoniccrystals.AppliedPhysicsLetters,2006,