本例是“FDTD超材料专题教程”中的第九讲,首先展示一下教程的海报:
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下面是针对第九讲的详细介绍:
基本介绍:
- 主要内容:根据发表在 Science 上的论文《Light propagation with phase discontinuities: generalized laws of reflection and refraction(作者:Nanfang Yu等)》,复现了其中的 Fig.2adeg、Fig.5c,以及论文中没有的涡旋光相位分布;
- 最后举的例子基于 Lumerical FDTD Solution求解,使用的软件版本为 Lumerical 2020 R2;
- 计算所需的内存: 11 GB;
- 涉及的内容:在结构组中编写代码绘制复杂结构、周期性条件、完美匹配层、自定义网格、场分布和功率监视器、参数扫描、用代码将多张电场图拼接在同一张图里、不同臂长和不同夹角下的散射场强和散射场相位、用高斯光照射超表面实现涡旋光的产生 等;
- 绘制了:一字形不同棒长的散射场强和散射光相位、V 字形不同臂长和夹角的散射场强的二维云图、V 字形不同臂长和夹角的散射场相位的二维云图、八种典型尺寸的散射光电场分布、横截面上涡旋光的场强分布和相位分布;
- 本次课录制了时长为 2 h 18 min 的讲解视频(从打开软件开始录到画出结果为止);
- 付费后可以观看讲解视频,并下载案例文件。购买此案例不附带答疑指导。
包含的文件截图、课程视频截图:
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详细描述:
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如上图所示,由不同夹角 Δ 和臂长 h 的 V 字形金纳米天线放置在 Si 衬底上组成一个超表面。每个金纳米天线的臂宽和厚度分别为 220 nm 和 50 nm,排列周期是 1.5 um,上方的 8 个典型结构对应的尺寸分别为:
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波长为 8 um,沿 y 方向偏振的光从衬底一侧入射,计算出射光的电场分布和相位分布,验证了出射光是涡旋光。
计算的内容和结果:
1、一字型纳米棒的归一化散射场强和散射光相位(左:论文中的结果,右:本例的结果)(由于计算时间较长,所以我划分的网格稍粗一点,导致相位曲线左侧精度有所下降)👇
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2、不同夹角和臂长下,V 形纳米天线的散射光强二维云图(左:论文中的结果,右:本例的结果)👇
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3、不同夹角和臂长下,V 形纳米天线的散射场相位二维云图(左:论文中的结果,右:本例的结果)👇
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4、八个典型尺寸的散射电场分布拼图(左:论文中的结果,右:本例的结果)👇
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5、产生的涡旋光的横截面电场分布(左:论文中的实验照片,右:本例的结果)👇
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6、产生的涡旋光的横截面相位分布(论文中没有此结果)👇
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7、产生的涡旋光的纵向电场分布(论文中没有此结果)👇
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再次提醒:
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