JCMsuite应用：介质超表面的仿真

这是一个简单但常见的超原子结构的案例：衬底上包含一个纳米圆盘的双重周期方形晶格。示例和参数均取自Berzins等的文章[1]，单元格在X和Y方向上均是周期性的。它包含一个位于基板上的圆盘(或圆柱体)，被背景材料包围。本案例中的材料根据参考文献选择为硅(圆盘)、玻璃(衬底)和空气(背景)。

线偏振平面波s偏光和p偏光从上方入射到光栅，用JCMsuite计算近场分布。

下图所示为垂直入射平面波的波长为550nm时所显示的近场和强度分布：

散射体外的场矢量和强度分布

两个平面上的p偏光的场矢量以几何形式叠加

后处理傅里叶变换(Fourier Transform)计算透射衍射阶的振幅。后处理散射矩阵(Scattering Matrix）从傅里叶变换(Fourier Transform)中得到的平面波分解从而计算散射量。

光谱特性

在参考文献 [1]中，对透射光谱进行了调整以提供颜色过滤。脚本data_analysis/run_scan_illumination.py的目的是重现文章中图1的光谱图。

相位分布

要改变透射波前的形状，需要控制其相应的相位。对于一个给定的结构，我们从琼斯矩阵中得到这个相位，这个矩阵是由后处理散射矩阵(ScatteringMatrix.)计算出来的。这为任意两个线性独立入射场的透射阶的p和s偏振分量产生了一个复透射系数。它的相位是透射波相对于入射波的相移。虽然绝对相位很少引起人们的兴趣，但它对原子参数和入射光的变化关系通常是令人感兴趣的。
下图描绘了透射系数的幅值和相位(由于对称性，这与偏振性无关):

这个图也是由脚本data_analysis/run_scan_illumination.py生成的。

纳米片半径和高度的变化会影响相位和透射率。这个光谱特性使用脚本data_analysis/run_scan_geometry.py来研究。在这里，纳米片的直径和高度发生了变化，并记录了相位和透射的变化。

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