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亚波长金属孔阵表面等离子体增强透射现象的研究的开题报告

题目：亚波长金属孔阵表面等离子体增强透射现象的研究

一、研究背景和意义

亚波长结构具有独特的光学特性，其尺寸和形态可以调控电磁波耦合效应，从而实现对光学信号的调控。通过利用亚波长结构的表面等离子体特性，在吸收、荧光、单分子检测等方面具有广泛的应用前景。在亚波长表面结构中，金属孔阵是一种常用的结构，具有可重复制造的优点，因而被广泛应用于等离子体增强光谱技术、生物传感和荧光成像等领域。

表面等离子体增强透射（SurfacePlasmonEnhancedTransmission,SPT）是表面等离子体共振（SurfacePlasmonResonance,SPR）技术的一个重要分支，可用于增强透射光信号并提高光学传感器的信号强度和检测灵敏度。金属孔阵结构的SPT现象受到了广泛的关注和研究，但对其产生的机理和调控方式还存在一定的争议和不清楚。

因此，通过对亚波长金属孔阵表面等离子体增强透射现象的研究，可以深入了解其机理和调控方式，为其在生物传感和光学传输等领域的应用提供理论基础和技术支撑。

二、研究内容和方法

本研究拟采用理论分析和实验研究相结合的方法，具体内容如下：

（1）理论分析：建立亚波长金属孔阵表面等离子体增强透射的理论模型，通过求解Maxwell方程，计算出透过率与表面等离子体耦合场的关系，探索其产生机理和调控方式。

（2）实验研究：通过纳米光刻技术制备亚波长金属孔阵，利用激光光源和光学系统进行光学传输和透射光谱测量，研究其透过率与波长、孔阵结构、金属材料等因素的关系。

三、预期成果和意义

本研究预期实现以下成果：

（1）建立亚波长金属孔阵表面等离子体增强透射的理论模型，探索其产生机理和调控方式。

（2）通过实验研究，揭示透射光谱与孔阵结构、金属材料、波长等因素的关系。

（3）为亚波长金属孔阵在生物传感和光学传输等领域的应用提供理论基础和技术支撑。

四、研究计划

本研究计划分为三个阶段：

（1）研究亚波长金属孔阵表面等离子体增强透射的机理和调控方式，建立理论模型，制定实验方案，设计制备亚波长金属孔阵结构。

（2）通过激光光源和光学系统进行光学传输和透射光谱测量，探索透射光谱与波长、孔阵结构、金属材料等因素的关系。

（3）分析和比较实验数据和理论模型计算结果，总结亚波长金属孔阵表面等离子体增强透射的特性和调控方式，探索其在生物传感和光学传输等领域的应用。

以上是本研究的初步设想和计划，具体实施过程和结果还需根据实际情况做出相应的调整和修改。