JCMsuite應(yīng)用:四分之一波片
利用光學(xué)手性和內(nèi)置手性參量的形式,可以在JCMsuite中計(jì)算光學(xué)散射體的手性響應(yīng)。結(jié)果表明,時(shí)間諧波光學(xué)手性密度服從局部連續(xù)性方程[1]。這使得手性行為的分析類似于電磁能量的研究。 U?d
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rj 圓偏振平面波是光手性的本征態(tài)。因此,近場光手性密度與圓偏振密切相關(guān)。在幾何光學(xué)中,四分之一波板將線偏振轉(zhuǎn)換為圓偏振是眾所周知的。它們是由雙折射材料制成的,例如各向異性材料。波片的厚度是尋常(x-)偏振和非尋常(z-)偏振波長差的四分之一。入射平面波在xz方向上線性偏振,在-y方向上傳播,如下圖所示: 6K )K%a,9 A'rd1"K
四分之一波片的能量守恒和光學(xué)手性 H3*]}= 由于線偏振,入射手性通量消失 =0。對于一個(gè)完美的四分之一波片,反射通量 將消失,而透射手性通量 =1將以圓偏振平面波為單位。從幾何光學(xué)的角度,我們認(rèn)為由于波片的各向異性導(dǎo)致了偏振變化或手性轉(zhuǎn)換發(fā)生在波片的體積 內(nèi)。對于麥克斯韋方程組的嚴(yán)格解,會產(chǎn)生與這個(gè)簡化模型的輕微偏差。 8V}|(b# $U.| 在近場中,由于各向異性和材料參數(shù)[1]的變化而發(fā)生手性轉(zhuǎn)換。利用各向異性電學(xué)手性 的密度積分,可以在JCMsuite中計(jì)算體積貢獻(xiàn)。這種轉(zhuǎn)換類似于能量吸收 。對于這個(gè)例子中的分段常數(shù)材料,界面處的手性轉(zhuǎn)換是通過電磁手性轉(zhuǎn)換通量積分來計(jì)算的。它的實(shí)部得到 。 Wz#Cyjo /t`,7y3T 最后,通過對界面外域電磁手性通量積分取實(shí)數(shù)部分給出了反射 和透射 光手性通量。由于光學(xué)手性守恒,推導(dǎo)出下式: 1pg#@h[|t
|/H?\]7 適用于任意材料和電磁場。這類似于能量守恒,可寫為 |O6/p7+. S[2?,C<2=
f^*Yqa Ww60-d}}Q 光學(xué)手性密度 如下所示 /g.c(-#] 7V8k =
研究了四分之一波片近場的光手性密度   (左)及其體積轉(zhuǎn)換  (右) cD6
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