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JCMSuite應(yīng)用：等離子波導

此示例演示了由不同電介質(zhì)界定的銀薄膜的等離子體激元波導的計算。 該設(shè)置遵循 Berini [1] 的舉例。 我們主要評論整個計算域上電場強度的數(shù)值解，它代表了一個等離子體激元。 但是，對于傳播模式項目，也會計算傳播常數(shù)（傳播模式）。
 

幾何示意圖如下：

 

下層和上層材料的相對介電常數(shù)由和給出。這個金屬薄膜的厚度是和寬度是。分析了真空波長為時的結(jié)構(gòu)。金屬薄膜(銀)在該波長的相對介電常數(shù)為。
 

在本例中，我們計算具有相對于波導對稱平面的鏡像對稱電場的模式 [1]。 因此，只需離散化幾何結(jié)構(gòu)的一半就足夠了。經(jīng)過最后一步細化后的三角形幾何部分如下圖所示。
 

 

 

由于金屬角附近的奇異場行為和幾何結(jié)構(gòu)的多尺度結(jié)構(gòu)，等離子體激元模式的精確計算是一個具有挑戰(zhàn)性的問題。 等離子體激元的傳播主要集中在極薄銀帶附近。 自適應(yīng)有限元離散化是解決這類問題的一種方法。 由于角的預(yù)細化和自適應(yīng)細化步驟，網(wǎng)格被細化，特別是在靠近細帶和靠近金屬角的地方，這些地方的電場表現(xiàn)出奇異的行為，必須非常精確地解決。得到的結(jié)果如下圖所示：

 

參考文獻

[1] (1, 2)P. Berini, Plasmon-polariton waves guided by thin lossy metal films of finite width: Bound modes of symmetric structures, Phys. Rev. B 61, 10484 (1999)