CST納米光學(xué)實(shí)例(3)- LSPR局部等離子激元共振,消光截面ECS,法諾共振
這期我們用自帶的Drude散射粒子,計(jì)算消光截面。
查看模型,內(nèi)核是Silica二氧化硅,正常的介質(zhì)材料,半徑是38納米:
外圍是Drude模型的金屬材料包裹,半徑48納米,該材料的參數(shù)可由宏Materials->CreateDrude Material for Optical Applications計(jì)算并生成材料。
激勵(lì)是X極化的平面波,邊界用對(duì)稱邊界:
波長(zhǎng)是300-800nm,對(duì)應(yīng)頻率(THz)輸入:
后處理中模板自動(dòng)添加頻率轉(zhuǎn)波長(zhǎng)的全部結(jié)果,也可自己添加該后處理,得到常用的光學(xué)結(jié)果非常方便。
1. 時(shí)域TD
時(shí)域網(wǎng)格對(duì)金屬外層及附近進(jìn)行本地網(wǎng)格加密:
需要設(shè)置寬頻的遠(yuǎn)場(chǎng)監(jiān)視器,才能自動(dòng)計(jì)算全散射截面(Total RCS)和全吸收截面(Total ACS)
2. 頻域FD
頻域要設(shè)置多個(gè)頻點(diǎn)的遠(yuǎn)場(chǎng):
兩種求解器結(jié)束后,結(jié)果中都有兩組截面的結(jié)果,1D下面的是頻率結(jié)果,Table下面的是波長(zhǎng)結(jié)果:
為了得到消光截面(Extinction Cross Section),我們需要將RCS和ACS相加,后處理Mix Template:
Evaluate過后,便可在Tables中得到ECS:
可以在1D結(jié)果中創(chuàng)建新的文件夾,然后將時(shí)域頻域兩個(gè)結(jié)果拷貝進(jìn)來一起比較,可見結(jié)果非常接近;繼續(xù)加密和提高精度會(huì)匹配的更好。
從消光截面可知,該散射體(也是吸收體)在580THz左右有震蕩,光比較難透過(消光)。這就是局部表面等離子激元的效果??刹榭丛撾妶?chǎng):
關(guān)于之前寫的如何獲取散射場(chǎng)的案例,用的也是金屬球:
仿真實(shí)例031:散射近場(chǎng)提取和散射截面-法諾共振球
同樣添加多個(gè)遠(yuǎn)場(chǎng),可用頻域F或積分方程I求解器求解其散射截面:
可見有兩個(gè)震蕩頻率,這就是法諾共振:背景和共振散射之間的干涉產(chǎn)生非對(duì)稱線形。
小結(jié):
1)納米光學(xué)廣泛應(yīng)用在涂層,傳感,隔離,圖像處理,以及超材料,超表面等等。
2)微觀的電磁可用CST計(jì)算,T,F(xiàn),I求解器均可用于計(jì)算散射。
3)散射截面RCS,吸收截面ACS和消光截面ECS需要定義遠(yuǎn)場(chǎng)監(jiān)視器,自動(dòng)計(jì)算。