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利用Lumerical FDTD計算金屬納米孔的光場局域效果

作者:320科技工作室

在基于超表面的表面等離激元計算中,由于結構單元具有亞波長尺寸,而産生一些不同于射線光學的新奇性質。本篇以基于金薄膜的複雜納米孔結構為例,計算了結構在被x偏振方向的高斯光束照射後于不同平面觀測到的光場局域效果。

一、結構模組化

首先是建立結構模型,結構為上方大孔,下方小孔的嵌套結構,基底為氧化矽。依次在基底上方、小孔上方、大孔上方以及縱向截面放置螢幕。将高斯光波長設定為400nm,放置在結構上方,向下照射。

利用Lumerical FDTD計算金屬納米孔的光場局域效果

1. 為結構布置

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2. 建立的模型

二、參數設定

利用Lumerical FDTD計算金屬納米孔的光場局域效果

3. 三維FDTD仿真區域設定

利用Lumerical FDTD計算金屬納米孔的光場局域效果

4. 對于x偏振光源下仿真邊界條件的設定,可以将x方向設定為反對稱,y方向設定為對稱邊界條件,z方向全保持為PML。

利用Lumerical FDTD計算金屬納米孔的光場局域效果

5. 設定好的結構俯視圖

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6. 該設定下的記憶體需求

三、結果圖

利用Lumerical FDTD計算金屬納米孔的光場局域效果

7. 縱面場強

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8. 空氣、大環交界面

利用Lumerical FDTD計算金屬納米孔的光場局域效果

9. 大環、小環交界面

10. 小環、基底交界面

四、總結

這種具有亞波長尺寸的結構單元可以将光局限在結構内部并難以繼續向下照射,即使下方仍然有可供光束傳播的空間。

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