1、華中科技大學文華學院畢業設計（論文）工作記錄本畢業設計（論文）題目：二維光子晶體傳輸特性的研究開 題 日 期： 年 月 日設計（論文）期限： 自 年 月 日至 年 月 日學 部： 信息學部 專 業 班 級： 光信一班 學 生 姓 名： XX 指 導 教 師： XXX 答 疑 教 師須 知一、工作記錄本用于記載畢業設計（論文）工作的情況，是學院檢查畢業設計（論文）工作進度和質量的依據。要求指導教師和學生按時間節點據實記載。第3頁是學生畢業設計（論文）階段性工作檢查，由指導教師填寫；第47頁是答疑記錄，記載答疑時間和問題，由學生填寫；第8頁是答辯資格審查。答辯時學生須向答辯委員會（或答辯小組）提交

2、記錄本，作為答辯評分的參考材料，沒有記錄本不得參加答辯，如果丟失要及時辦理補交手續，以往記載一律不補，作為未填寫處理，評分時要降分。整個畢業設計（論文）過程，指導教師要隨時對學生進行檢查，并在記錄本的有關部分簽字。記錄本最后裝入學生畢業設計（論文）資料袋。二、畢業設計（論文）期間，要求學生每天出勤不少于6小時，在校外進行畢業設計（論文）或實習（調研）者，應遵守有關單位的作息時間，學生如事假（病假）必須按規定的程序辦理請假手續，凡未獲準請假擅自停止工作者，按曠課論處。三、學生在畢業設計（論文）期間，要嚴格遵守紀律、服從領導、注意人身安全、愛護儀器設備，遵守操作規程和各項規章制度；自覺保持工作場所

3、的肅靜和清潔，嚴禁在工作場所干與畢業設計（論文）工作無關的事情。四、學生要尊敬指導教師、虛心請教，并主動接受老師的隨時檢查。五、學生按畢業設計（論文）工作計劃和要求獨立完成，在畢業設計（論文）過程中要有嚴謹的科學態度和樸實的工作作風，嚴禁抄襲和弄虛作假。六、畢業設計（論文）成績評定標準按五級：優秀（90100分）、良好（8089分）、中等（7079分）、及格（6069分）、不及格（59分以下）。階段性工作檢查記載表檢查項目完 成 情 況（ 含 時 間 ）指導教師簽字選題選題時間： 年 月 日類型：理論研究 應用研究 應用設計任務下達下達任務時間： 年 月 日教師用任務書向學生下達：課題研究內容

4、、任務及目標、研究進度及基本要求等。任務書：規范 基本規范開題開題時間： 年 月 日學生按要求查閱指定的文獻資料，撰寫文獻綜述；其開題報告書（內容完整、論述詳細、方案可行）好 中 差中期檢查中期檢查時間： 年 月 日學生工作進度： 學生的答疑記錄情況：有 無；完整詳細較完整詳細 較差論文撰寫完成初稿時間： 年 月 日論文修訂完成二稿時間： 年 月 日論文提交學生完成提交論文時間： 年 月 日論文評閱評閱時間： 年 月 日指導教師預評成績： 形式審查送審時間： 年 月 日審查結果：同意答辯 推遲答辯答辯及成績評定答辯時間： 年 月 日答辯小組根據指導教師評定成績和答辯成績綜合學生畢業設計（論文）

5、成績： （此表由指導教師填寫，在相應“”處打“”）答 疑 記 錄答疑時間：2015年3月2日答疑地點：B613參與人員：包老師，常老師及全系同學主要內容：（1）論文小組的劃分； （2）論文選題的要求； （3）論文撰寫工作的安排； （4）檔案袋的領取與分發 （5）指導老師的分配與安排答疑時間：2015年3月6日答疑地點：B418參與人員：尹老師及全組同學主要內容：（1）指導老師了解同學們的相關情況； （2）指導老師確定每個同學論文相關工作得進展情況； （3）了解同學們的選題情況，并提出所選題目的可行性和實用性； （4）根據老師的分析和指導查閱資料了解所選題目的情況; （5）確定下一次答疑時間答疑

6、時間：2015年3月9日答疑地點：B418參與人員：尹老師及全組同學主要內容：問題1：如何進行文獻的閱讀？答案：看一篇文獻時，邊打開word文檔，邊整理文章出彩和重要的部分，然后復制過去，標上文獻的標題和作者等相關信息，把每一類文獻歸為一組。方法操作簡單，將來要查詢和反復的時候會有很大幫助，相關文獻及其亮點都一目了然。問題2：怎樣進行文獻的檢索？答案：文獻的檢索最主要的首先是檢索的目的要明確，要知道自己需要什么、不需要什么，也就是對課題要有個大概的思路再進行檢索；然后是要選擇正確的檢索詞，使用合適的檢索策略；最后是要對檢索出來的文獻先全部通讀，對課題有進一步深入的了解后，精確選擇對課題有幫助的

7、文獻加以認真研究。答疑時間：2015年3月12日答疑地點：B418參與人員：尹老師及全組同學主要內容：問題3：文件檢索的方法有哪些？答案：1.直接法，2.順查法，3.倒查法，4.抽查法，5.追溯法問題4：如何文獻分類整理？答案：（1）選工作實踐中的疑點，熱點，從細微方面，檢索較全的文獻。知識更新非常快，網上能查到的多為近幾年的全文。（2） 知道目前對這個問題的共同看法，和分歧。然后，擴展開，根據興趣和研究的目的，知道在研究的領域誰的文章被引用的次數多，誰的文章最多最新最有啟發性。（3） （3）對于繁雜的文獻，要有個人的判斷。了解某個專題、某個專家的研究進展，比較對于同一專題的論點的發展，掌握其

8、新的方法或新結論。答疑時間：2015年3月15日答疑地點：B418參與人員：尹老師及全組同學主要內容：問題5：文獻綜述可以不寫研究不足之處嗎？答案：作為本科生論文可以不寫研究不足之處，但最好是寫出來，因為你的論文就是在補充現有文獻研究的不足，如果人家都分析得很透徹，而你自己對他們的觀點又都認可，那么你寫這篇文章就沒意義了。問題6：文獻綜述要怎樣寫？答案：文獻綜述是綜述別人就自己論文主題研究的成果，即誰研究了、研究什么了、研究出的結論是什么。依照研究的時間順序或研究主題的各側面分類歸納為幾部分。如就論文主題，有幾個方面被人研究過，各個方面有哪幾個人進行了研究，分別得出的結論是什么。文獻綜述是綜述

9、別人就你論文的主題研究的觀點和結論，而不是將教材內容中的介紹性的知識抄上去。答疑時間：2015年3月22日答疑地點：B418參與人員：尹老師及全組同學主要內容：（1）指導老師向我們講解開題報告的相關情況； （2）指導老師確定每個同學開題報告的結構和內容； （3）同學們向老師簡單介紹自己開題報告的撰寫思路； （4）老師確定開題報告定稿時間; （5）確定下一次答疑時間答疑時間：2015年3月25日答疑地點：B418參與人員：尹老師及全組同學主要內容：（1）開題報告交老師查看； （2）老師提出報告修改建議； （3）根據老師提出的修改建議探討修改思路； （4）根據最終的修改方案回去對開題報告進行修改;

10、 （5）確定下一次答疑時間答疑時間：2015年3月28日答疑地點：B418參與人員：尹老師及全組同學主要內容：問題7：怎樣編寫論文的提綱？答案：1先擬標題；2寫出總論點；3考慮全篇總的安排：從幾個方面，以什么順序來論述總論點，這是論文結構的骨架；4大的項目安排妥當之后，再逐個考慮每個項目的下位論點，直到段一級，寫出段的論點句(即段旨)；5依次考慮各個段的安排，把準備使用的材料按順序編碼，以便寫作時使用；6全面檢查，作必要的增刪答疑時間：2015年4月1日答疑地點：B418參與人員：尹老師及全組同學主要內容：問題8：什么是光子晶體？答案：光子晶體即光子禁帶材料，從材料結構上看，光子晶體是一類在光

11、學尺度上具有周期性介電結構的人工設計和制造的晶體。與半導體晶格對電子波函數的調制相類似，光子帶隙材料能夠調制具有相應波長的電磁波-當電磁波在光子帶隙材料中傳播時，由于存在布拉格散射而受到調制，電磁波能量形成能帶結構光子晶體。能帶與能帶之間出現帶隙，即光子帶隙。所具能量處在光子帶隙內的光子，不能進入該晶體。光子晶體和半導體在基本模型和研究思路上有許多相似之處，原則上人們可以通過設計和制造光子晶體及其器件，達到控制光子運動的目的。答疑時間：2015年4月4日答疑地點：B418參與人員：尹老師及全組同學主要內容：問題9：光子晶體的種類？答案：光子晶體按照空間分布的周期性可以分為：一維、二維、三維。所

12、謂一維光子晶體是指介質頻率在空間一個方向上具有周期性分布韻光子晶體材料，相當于不同介質組成的多膜材料。簡單結構的一維光子晶體通常由兩種介質交替疊層而成，在垂直于介質層平面方向上介電函數是空閶位置的周期性函數，而在平行于介質層平面方向上介點函數不隨空間位置變化。實際上，光學中常見的布拉格反射鏡就是一種簡單的一維光子晶體。二維光子晶體是指在二維空間各方向上具有光子頻率禁帶特性的材料，它是由介質桿平行而均勻的排列組成的。這種結構在垂直于介質桿的方向上(兩個方向)介電函數是空間位置的周期性函數，而在平行于介質桿的方向上介電函數不隨空間位置而變化。由介質桿陣列構成的二維光子晶體的橫截面存在多種結構。如矩

13、形、三角形、和石墨的六邊形結構等。截面形狀不同，獲得的光子頻率禁帶寬窄也不一樣。矩形的光子頻率禁帶范圍較窄，三角形和石墨結構的光子頻率禁帶范圍較寬。為了獲得更寬的光子頻率禁帶范圍，還可以采用同種材料但直徑大小不同的兩種介質拄來構造二維光子晶體。光子晶體光纖和光子晶體波導就是二維光子晶體的特例。三維光子晶體是指在三維空間各方向上具有光子頻率禁帶特性的材料。三維光子晶體具有全方位的光子帶隙，即落在光子帶隙中的光在任何方向都被禁止傳播。這一特性具有極其重要的應用前景。Yablonovitch創造出了世界上第一個具有完全光子頻率帶隙的三維光子晶體，它是一種由許多面心立方體構成的空間周期性結構，也稱為鉆

14、石結構。不過三維光子晶體的制作相對來說比較復雜，對材料和設計加工都有很高的要求。答疑時間：2015年4月7日答疑地點：B418參與人員：尹老師及全組同學主要內容：問題10：光子晶體的理論分析法有哪些？答案：由于電磁場的矢量特性，使得光子晶體的理論模擬變的較為困難。不過，經過許多理論物理學家的努力，目前幾種理論上的模擬和實驗結果已經取得較好的一致性。這些理論方法比電子能帶理論計算方法更為完善，因為光子之間不存在庫侖相互作用，是真正的單粒子問題，而在電子系統中庫侖作用不可忽略，固體物理只能采取一定的近似條件來計算。由于這個原因，光子晶體理論計算的結果往往和實驗測量的結果相差很小，理論結果甚至可以直

15、接應用于生產實踐，從這個角度來說，光子晶體的理論計算有著很重要的實踐意義。目前對光子晶體的研究方法有很多，主要方法有平面波展開法（plane wave expansion method簡稱：PWM）、傳輸矩陣法（transfer matrix method簡稱：TMN）、有限差分時域法（finite difference time domain簡稱：FDTD）。具體各個方法的研究可以參考馬錫英的光子晶體原理及應用一書。答疑時間：2015年4月13日答疑地點：B418參與人員：尹老師及全組同學主要內容：問題11：光子晶體的制備方法？答案：1.精密加工法，2.膠體晶體法，3.反蛋白石結構法，4.其

16、他方法答疑時間：2015年4月17日答疑地點：B418參與人員：尹老師及全組同學主要內容：問題12：光子晶體的研究前景？答案：光子晶體是一門正在蓬勃發展的、很有前途的新學科，它吸引了包括經典電磁學、固體能帶論、半導體器件物理、量子光學、納米結構和材料科學等領域的科學家，論文數目呈指數增長。光子晶體從八十年代末提出發展至今，取得很大的成就。如今，人們對波受到周期性調制的研究已超越光子晶體，聲波、等離子體波、磁子波等受到周期調制后出現帶隙和新現象。其它的波，如極化子、自旋波、水波等都值得研究，會出現新物理現象，有可能發現新的應用。去年底美國科學雜志在預計1999年的研究熱點時，將光子晶體列為所有學

17、科中的六大熱點之一。由于光子晶體特殊的性質，有新物理，更有應用前景，國外目前越來越多的研究人員進入這個研究領域。據作者所知，與光子晶體有關的國外專利已有近百個。國內在這方面只有中科院物理所、南京大學、同濟大學和復旦大學等單位一些零星的研究工作。特別是實驗制作方面投入的力量太小。因此，希望國內能重視光子晶體這個有前途的領域。答疑時間：2015年4月20日答疑地點：B418參與人員：尹老師及全組同學主要內容：問題13：光子晶體的應用有哪些？答案：光子晶體全反射鏡，光子晶體光纖，光子晶體天線，光子晶體密集波分復用器等答疑時間：2015年4月24日答疑地點：B418參與人員：尹老師及全組同學主要內容：

18、問題14：EastFDTD仿真軟件有哪些應用領域？答案：1.天線/天線陣設計與仿真 2.天線陣-天線罩一體化仿真 3.雷達散射截面（RCS）計算與隱形效果分析 4.EMC/EMI（電磁兼容/電磁對抗）分析、天線布局的計算與設計 5.微波暗室設計與優化 6.納米光子學 7.激光激射動態演示、激光器設計 8.OLED/LED器件設計與仿真 9.本征模的計算 10.非線性雙穩態現象仿真 11. 電磁力的計算答疑時間：2015年4月28日答疑地點：B418參與人員：尹老師及全組同學主要內容：問題15：光子晶體的傳輸特性與哪些因素有關？答案：在半導體晶體中原子排布的晶格結構產生的周期性電勢場影響著在其中

19、運動的電子的性質。由于原子的布拉格散射，在布里淵區的邊界上能量變得不再連續，因而出現了電子帶隙。而在光子晶體中，由于介電常數在空間的周期性變化，也存在類似的周期性勢場。當介電常數變化幅度較大且與光的波長可以相比擬時，介質的布拉格散射也會產生帶隙，即光子帶隙。相應于此帶隙區域的那些頻率的光，在某些方向上是被嚴格禁止傳播的。缺陷的引入可以影響光子晶體的傳輸特性，光子晶體的晶格距離和空氣孔深度等都是影響光子晶體傳輸特性的因素。答疑時間：2015年5月1日答疑地點：B418參與人員：尹老師及全組同學主要內容：問題16：時域有限差分法有什么特點？答案：1.適用于分析系統諧振點附近的很寬頻帶響應。2.可以

20、分析任意三維形狀的問題。3.適用于研究理想導體，實際金屬和絕緣物體等各類物體在電磁波作用下的效應。4.適用于處理具有頻譜依賴性的媒質參量。5.適用于分析任意類型的響應，包括遠場和近場，如散射場，天線方向圖，雷達散射截面，表面波，電流，功率密度，穿透，內耦合等。6.適用于分析雷電,EMP,HPM,雷達，激光器等激勵源。7.適用于分析多鐘多樣的系統，如煙霧，屏蔽或防護罩，飛機，人體，衛星，探測等。答疑時間：2015年5月4日答疑地點：B418參與人員：尹老師及全組同學主要內容：問題17：光子晶體有哪些特性？答案：光子晶體有兩個主要的性質，分別是光子帶隙和光子局域特性，它們是光子晶體應用的基礎。光子帶隙是光子晶體的一個最基本的特性。在具有完全帶隙的光子晶體中，頻率落在帶隙中的光子是被完全禁止傳播的