s_param分析组对超材料结构center和span定义问题

fdtd

#1

工程师,你好:

我在看Effective parameters - Smith教程的时候

https://kb.lumerical.com/en/metamaterials_effective_parameters_smith.html)
看到它对超材料结构center和span的定义,如图:

即为x方向上,介质宽度2.5mm,并且说在计算相位时候,去除meta-material区域。

可以看到,length1和length2 都没有计算介质宽度2.5mm里的光相位变化。

那么,假设我在计算如下天线结构时:https://kb.lumerical.com/en/index.html?ref_scripts_scripting_language.html

假设dielectric上表面z=0,如教程里的参数,顶层金属metal厚度为30nm,dielectric厚度为12nm,底部metal厚度为80nm,1. 请问这样的结构是否可以用s_param计算?2. 在设置中,它的超材料center和span如何设置?


#2

是的,这个是有道理的。因为S参数是表面参数。

A1:如果你想计算此类结构的S参数,当然可以;
A2:因为这个超材料有基底,你需要首先定义超材料的上表面和下表面,然后你就知道哪里是center,span是多少。我建议是span=30nm+12nm, 中心就在基底上表面+span/2。

此时S参数不具有对称性,光源从空气入射和从基底入射是不一样的。

如果你的基底有损耗,可能还需要更多的讨论,因为基底中的光源到下表面,以及监视器到下表面都有距离,因而有损耗。你需要仔细考虑,看看你到底要计算什么量,只是S参数的位相还是实部+虚部。


#3

老师,你好。

就如模型https://kb.lumerical.com/en/index.html?ref_scripts_scripting_language.html 计算的,上下metal都定义为drude模型,有实部和虚部,那么都是由损耗的。

  1. 这时候span是为30nm+12nm+80nm吗?对应的center及为底部金属z min+span/2?
  2. 对于80nm的drude金属,infrared波段几乎为不透过;我需要计算反射参量,包括s11和s21,同时需要计算相位的变化?

#4

抱歉,这个连接是脚本,要到页面里面找连接。
你需要定义超材料的两个表面,定义后就知道span和center了。
s11是反射,s21使透射,如果超材料的任何一面与损耗材料相接,你需要手工修改S参数的幅值,在只有0级衍射情况下,就是要修正指数衰减部分,有理论公式可以使用。