FDTD 시뮬레이션에서 near-field와 far-field를 구분짓는 기준은 무엇인가요?

planewave
fdtdsimulation
farfield
nearfield
agnp

#1

FDTD Solutions에서 single Ag NP에 plane wave source를 인가하여,
Ag NPs 주변에서 발생하는 전자기장을 monitor를 통해서 기록합니다.
이러한 시스템에서는 near-field와 far-field를 어떻게 구분짓는 것이 좋을까요?


E-field data를 matlab으로 export하여서 plotting하는 방법은 무엇인가요?
#2

입사광(planewave, 파장 λ)이 산란자(scatterer, AgNP)와 반응하여 산란자가 빛을 산란시킬 때
발생하는 전자기장을 관측/기록하는 모니터의 상대적인 위치 혹은 길이(L)와 파장(λ)을 기준으로
near-field와 far-field를 구분지을 수 있습니다.
(여기서, 산란자는 입사광에 비해서 무척 작다는 가정을 하겠습니다.)

- Near-field 영역 : 모니터 길이(L) < 입사광 파장(λ)
- Far-field 영역 : 모니터 길이(L) > 입사광 파장(λ)

우선, 아래와 그림과 같이, 은입자를 포함하는 FDTD 모델을 생각해 볼 수 있겠습니다.

만약, 원점에 위치한 d = 100 nm 크기의 은나노 입자에 λ = 500 nm 파장의 plane wave가 (-)z축 방향으로 진행하고, 은나노입자를 중심으로 길이 L = 200 nm 인 profile monitor가 위치한다고 가정한다면,
L (=200 nm) < λ (= 500 nm) 가 성립하므로 near-field 영역의 전자기장을 monitor를 통해서 저장한다고 볼 수 있겠습니다.
L = 700 nm 인 영역에서 profiled monitor를 통해서 전자기장을 기록한다면, 이 경우는 far-field 영역이라 볼 수 있습니다.

입사광의 파장의 길이(λ)와 전자기장을 검출하는 monitor의 크기(L) 혹은 위치에 따라서 near-, far-field를 구분 짓습니다.

직접적으로 특정위치의 far-field 성분을 계산할 수도 있으나, near-field의 정보를 이용하여 far-field 성분을 추출할 수도 있습니다. Far-field 추출과 관련된 자세한 내용은 아래 KB 사이트 “Near to far field projections” 게시글을 참고하시면 됩니다.
https://kb.lumerical.com/en/solvers_far_field_projections.html

Near-field, far-field에 대한 위키피디아 내용은 아래 링크에서 확인하실 수 있습니다.