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概述 l~M86 h q*<Df=+B 贵金属材料的较大负值介电常数可用于亚波长波导结构的设计。尤其是负介电常数使导模在金属和正值电介质材料之间存在一个单独的截面。这些表面等离子体激元(SPPs)在金属电介质界面具有电场强度极值,由于其对任意接近该表面的改变极其敏感通常可用于传感应用。利用合适的模式解算器可以得到具有2D结构的导模。 Gu:aSb E0}jEl/{ 等离子体平均功率流图 {=><@]N 1. 应用 s!2pOH!u 亚波长光学 <Ep-aRI 传感 |T9p#) ec2 信号传输 08S|$_ 光学偏振器 ~J6c1jG 弯曲波导 dO e|uQXyD 2. 优势 #IP<4"Hf VFEM模式求解器可轻松处理高横纵比的波导 rK2*DuE 搜索具有复值模式指数的模态 Cj}1 )qWq 高阶插值混合向量/节点元素,可以准确地捕捉到金属与电介质交界面附近的高电场强度 , c/\'k\K) 三角网格尺寸能够适应高精度材料属性 g!O(@Sqp1 利用波导的对称性,可以降低仿真域并把具有特定对称性的模态作为目标 %97IXrE VFEM快速而且精确 dQt*/]{q (+ 9_nAgZ, 3. 仿真描述 SD6xi\8 矢量有限元法(VFEM)模式求解器接收复介电常数材料,并使用特别适合对高对比度介电界面进行建模的矢量基函数来表示。其中一个很好的例子就是使用VFEM模式求解器来计算表面等离子传导结构。 J+LFzl07q 该结构在研究中背面显示为黑色轮廓线,中心范围的银由介电常数为4的材料围绕。材料银在633nm波长的介电常数是-19-j0.53[1]。该传导结构不仅仅有高介电常数对比度组成,同时具有较高的横纵比,即宽度远大于厚度。 s"G6aM 利用对称边界和如[1]中分类的模式组合,相应波导厚度模式的色散曲线如图1所示。所有模式具有一个主Ey分量,该分量有TM模组成并具有无限宽度结构。 EpCUL@+ x1$tS#lS G)?O!(_ 图1 模态指数作为银厚度的函数 0@t/j< |