抗反射超材料SRR涂層透射反射CST分析實(shí)例
雖然Floquet寫了這么多文章，最近發(fā)現(xiàn)還是很多人搞不懂Floquet端口仿真多層材料的透射反射問題，尤其是仿的哪些界面和怎么計(jì)算界面處的相位。
使用周期結(jié)構(gòu)模板：
畫個spacer基底，材料新定義，介電1.5，損耗0.01：
WCS放中間，畫個SRR，材料新定義：
可通過substract相減完成建模，具體步驟省略：
邊界換成open，這樣我們好控制距離：
此時Zmin緊貼材料，所以我們仿真是一個“空氣---介質(zhì)”界面，如果Zmin沒有緊貼，仿真的就是“空氣---介質(zhì)---空氣”兩個界面，這個很多人還搞不清楚區(qū)別：
計(jì)算相位要將端口參考到界面，這樣相位是純界面處的相位！
適當(dāng)增加精確度：
由于Zmin端口接觸的材料有損耗，我們需要將波導(dǎo)端口忽略損耗：
開始仿真。我們可新建1D結(jié)果文件夾，將S11復(fù)制進(jìn)來，重命r12:
添加后處理，將S11相位unwrap，然后換成rad單位：
也新建文件夾保存相位結(jié)果：
下面我們看該圖層的第二部分。WCS對齊背部中間，新建十字“網(wǎng)格”結(jié)構(gòu)：
新建材料：
添加GaAs的基底：
然后將之前的SRR和spacer排除仿真：
此時Zmax參考到十字網(wǎng)格，Zmin緊貼基底，這樣仿真還是一個“空氣---介質(zhì)”的界面：
仿真結(jié)束后，將S11結(jié)果復(fù)雜粘貼到S11：
將后處理相位結(jié)果復(fù)雜粘貼到S11 phase：
S11看linear：
S11 phase看real：
與文獻(xiàn)一致：
下面我們看完整的涂層，將SRR和spacer加回來仿真：
對spacer厚度進(jìn)行參數(shù)掃描：
雖然模板以及給出反射率透射率結(jié)果，但是橫坐標(biāo)是波長。如果我們要頻率，最直接的還是手動后處理啦：
與文獻(xiàn)一致：
spacer=13um時的吸波效果：
2THz的反射效果：
小結(jié)：
1）波導(dǎo)端口（包括Floquet端口）是吸波的，貼在材料上和沒貼在材料上仿真的內(nèi)容是不一樣的。需要先想清楚，我們要仿真哪個或哪些個界面的反射和透射。
2）反射系數(shù)是reflection coefficient, S11; 反射率是reflectance，S11平方，不一樣。
3） 可能有人問了，這里GaAs的基底厚度為什么隨意定義呢？GaAs這里無損，所以對S21的振幅沒有影響，厚度對S21相位有影響，我們也沒看它；因?yàn)槎丝谫N上去，相當(dāng)于無限拓展，所以對另一邊的S11反射相位沒有影響。為什么spacer厚度有影響呢？因?yàn)閟pacer兩邊的界面都有反射透射，自然有影響。說白了，還是看仿幾個界面。這里最后完整結(jié)果是兩個界面“空氣---spacer---GaAs”，不是“空氣---spacer---GaAs---空氣”三個界面哦!
參考文獻(xiàn)：Chen, H.-T., Zhou, J., O’Hara, J. F.,Chen, F., Azad, A. K., & Taylor, A. J. (2010). Antireflection Coating UsingMetamaterials and Identification of Its Mechanism. Physical Review Letters,105(7). doi:10.1103/physrevlett.105.073901
