047 – FDTD超材料专题教程⑦异常反射（带讲解视频）

本例是“FDTD超材料专题教程”中的第七讲，首先展示一下教程的海报：

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下面是针对第七讲的详细介绍：

基本介绍：

• 主要内容：根据发表在 Nano Letters 上的论文《High-Efficiency Broadband Anomalous Reflection by Gradient Meta-Surfaces（作者：Shulin Sun等）》，复现了其中的 Fig.1bc、Fig.2c、Fig.3bcd、Fig.4abcd、Fig.5e；
• 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： 4 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、编写代码将不同棒长的电场分布拼接在同一张图里、分析“异常透射/反射/折射”类问题的边界条件设置方法、用傅里叶变换方法计算异常反射光的角分布的理论推导、远场、参数扫描 等；
• 绘制了：不同棒长的反射光场分布、不同棒长的反射相位、以TE偏振且10°入射角为例计算反射光角分布（用傅里叶变换/远场两种方法来做）、10°入射角时的反射光电场分布、正入射45°偏振时的反射光角分布（用傅里叶变换/远场两种方法来做）、正入射45°偏振时的反射光电场分布、700 ~ 900 nm 宽波长的反射光角分布二维云图（用傅里叶变换/远场两种方法来做）；
• 本次课录制了时长为 2 h 50 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：

详细描述：

如上图所示，由不同长度的金纳米棒放置在 MgF₂/Au 衬底上组成一个超表面，纳米棒的长度在 x 方向上呈现梯度变化，以10个纳米棒为一组形成一个超胞。图中 L_x = 1200 nm、L_y = 300 nm、L₁ = 120 nm、L₂ = 300 nm、d₁ = 30 nm、d₂ = 50 nm、d₃ = 130 nm、W = 90 nm。每个超胞内纳米棒的长度分别为 L = 40, 40, 106, 106, 128, 128, 150, 150, 260, 260 nm。MgF₂ 的介电常数为 1.892，金的介电常数取 Johnson & Christy 的实验数据。

不同入射角和不同偏振的光从上往下照射。用 FDTD 计算 TE 光斜入射时的反射角和电场分布、45°偏振光正入射时的反射角和电场分布、扫描 700 ~ 900 nm 宽波长的反射光角分布。

计算的内容和结果：

1、不同棒长的反射光电场分布（左：论文中的结果，右：本例的结果）👇

2、不同棒长的反射光相位（上：论文中的结果，下：本例的结果）👇

3、TE 光 10° 入射角照射时的反射光角分布（左：论文中的蓝线，右：本例的结果）（本例用两种方法来做）👇

4、TE 光 10° 入射角照射时的反射光电场分布（左：论文中的结果，右：本例的结果）👇

5、正入射 45°偏振时的反射光角分布（左：论文中的结果，右：本例的结果）（本例用两种方法来做）👇

6、正入射 45°偏振时的反射光电场分布（左：论文中的结果，右：本例的结果）👇

7、700 ~ 900 nm 宽波长的反射光角分布二维云图（左：论文中的结果，右：本例的结果）（本例用两种方法来做）👇

付费后将能看到讲解视频，并下载讲解过程中做出来的模型文件。

再次提醒：在本页面上付款购买的是 “FDTD超材料专题教程” 的第七讲，而非全套课程。购买案例不附带答疑指导服务。