| infotek | 2022-08-22 08:36 |
OptiMode應(yīng)用矢量有限元法模擬表面等離子體激元貴金屬材料的較大負(fù)值介電常數(shù)可用于亞波長(zhǎng)波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。尤其是負(fù)介電常數(shù)使導(dǎo)模在金屬和正值電介質(zhì)材料之間存在一個(gè)單獨(dú)的截面。這些表面等離子體激元(SPPs)在金屬電介質(zhì)界面具有電場(chǎng)強(qiáng)度極值，由于其對(duì)任意接近該表面的改變極其敏感通�？捎糜趥鞲袘�(yīng)用。利用合適的模式解算器可以得到具有2D結(jié)構(gòu)的導(dǎo)模。  等離子體平均功率流圖 1. 應(yīng)用 亞波長(zhǎng)光學(xué) 傳感 信號(hào)傳輸 光學(xué)偏振器 彎曲波導(dǎo) 2. 優(yōu)勢(shì) VFEM模式求解器可輕松處理高橫縱比的波導(dǎo) 搜索具有復(fù)值模式指數(shù)的模態(tài) 高階插值混合向量/節(jié)點(diǎn)元素,可以準(zhǔn)確地捕捉到金屬與電介質(zhì)交界面附近的高電場(chǎng)強(qiáng)度 三角網(wǎng)格尺寸能夠適應(yīng)高精度材料屬性 利用波導(dǎo)的對(duì)稱性，可以降低仿真域并把具有特定對(duì)稱性的模態(tài)作為目標(biāo) VFEM快速而且精確 3. 仿真描述 矢量有限元法（VFEM）模式求解器接收復(fù)介電常數(shù)材料，并使用特別適合對(duì)高對(duì)比度介電界面進(jìn)行建模的矢量基函數(shù)來(lái)表示。其中一個(gè)很好的例子就是使用VFEM模式求解器來(lái)計(jì)算表面等離子傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)。 該結(jié)構(gòu)在研究中背面顯示為黑色輪廓線，中心范圍的銀由介電常數(shù)為4的材料圍繞。材料銀在633nm波長(zhǎng)的介電常數(shù)是-19-j0.53[1]。該傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)不僅僅有高介電常數(shù)對(duì)比度組成，同時(shí)具有較高的橫縱比，即寬度遠(yuǎn)大于厚度。 利用對(duì)稱邊界和如[1]中分類(lèi)的模式組合，相應(yīng)波導(dǎo)厚度模式的色散曲線如圖1所示。所有模式具有一個(gè)主Ey分量，該分量有TM模組成并具有無(wú)限寬度結(jié)構(gòu)。  圖1 模態(tài)指數(shù)作為銀厚度的函數(shù) 對(duì)于厚度值較小的一些模式表現(xiàn)出較小的損耗，如SS0模式，其Ey分量關(guān)于x和y軸對(duì)稱。SS0模式備受關(guān)注，因?yàn)槌似漭^低的損耗，其坡印廷矢量與一個(gè)光纖(HE11)的基模在形狀上極為相似[1]。 SS0模式的坡印廷矢量沿軸傳輸顯示在背面；注意的是，功率在交界面的限制遠(yuǎn)大于中心。中心內(nèi)的小部分坡印廷矢量為負(fù)，這說(shuō)明能量流動(dòng)方向與傳播方向相反。 | |