在JCMsuite中,利用
光学手性的形式和内置的手性参量可以计算光散射体的手性响应。结果表明,时间谐波光学手性密度服从局部连续性方程[1]。这使得手性行为的分析类似于研究电磁能量的
标准消光实验。
drK &
c&;Xjy 在电磁能量的情况下,消光由散射和损失[2]组成。对应的手性参量是光学手性的消光
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散射
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,以及体积
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和界面上
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的手性转换。这就得到了守恒定律
]B>g~t5J
rw]7Lr_> "Iwd-#;$; 积分是在散射体的外表面∂Ω和体积Θ以及表面∂Θ上进行的。
`;\~$^sj} O(CmdSk, 这些参量在JCMsuite中命名,如下表所示。更多细节可以在这里找到。
~;P>}|6Y bFtzwa5Gc 作为案例展示,我们计算散射体的手性响应如下图所示:
] R-<v&O u[~= a5:4 它的直径是一个
波长的量级,它的介电常数固定为ε=4.5。在下面,我们将改变散射体的磁导率μ,并观察预测的对偶对称性[3]对于恒定比率ε/μ的散射体及其环境。周围的
材料是ε=μ=1的空气。
.:V4> 由于散射体是无损的和各向同性的,在它的体积内将没有转换。请参考四分之一波片的案例,以获得更多关于体积转换的信息。
V/W{d[86G 在这里,所需的参量被计算为如上所述的电磁手性通量的通量积分。如下图所示,对于接近对偶对称的材料,转换趋向于零。
o=ULo &9 在固定介电常数ε=4.5下,散射体的磁导率μ的变化。
该散射体是对偶的ε/μ=1,产生零手性转换。 9G=HG={
x3]y*6 在JCMsuite中,所有手性密度都是相似的。例如,我们在下面的图中展示了增强的近场光学手性密度的
电子部分。这是一个后处理过程,即ExportFields:输出参量电手性密度。
gq[`g=x 具有ε/μ=1的双散射体的光手性密度X的近场增强 SJXP}JB_
F vae lB 参考文献 fZF.eRP' [1] Philipp Gutsche, Lisa V. Poulikakos, Martin Hammerschmidt, Sven Burger, and Frank Schmidt. Time-harmonic optical chirality in inhomogeneous space. In SPIE OPTO, Vol.9756m pages 97560X. International Society for Optics and Photonics, 2016.
=?s0.(; [2] Craig F. Bohren and Donald R. Huffman. Absorption and Scattering of Light by Small Particles. John Wiley & Sons, 1940.
H!vX# [3] Ivan Fernandez-Corbaton. Helicity and duality symmetry in light matter interactions: Theory and applications. PhD thesis, Macquarie University, Department of Physics and Astronomy, 2014.