超表面实现反射相位调控与文献结果不符

fdtd

#1

重复文献‘High-Efficiency Broadband Anomalous Reflection by Gradient Meta-Surfaces’ Nano Letter DOI: 10.1021/nl3032668 的结果,但是获得的相位区别很大。850NL.fsp (293.1 KB)
文献结果


FDTD模拟结果
监视器画出来的场和相位是反射光的结果还是与入射光相互作用的结果呢?
此外,如果超表面是纳米棒角度变化,而不是长度变化的话,入射线偏振光,会产生左旋光和右旋光各一束,如何查看反射相位,或者反射角度?
需要用grating analysis么?谢谢!


超表面单元的相位提取
#2

与文献结果不同是正常的,发表的结果是从大量仿真中找一个最好的,精心挑选的。参见一些不符合的原因
此外,文献的最上面的图,在X方向只有7个点,是为了看出区别。
而你的监视器在X方向有很多抽样点,几乎是连续变化的,是吧? 你或者修改监视器,或者修改监视器的结果。

此外,目前我们的分析组作的位相补偿仅针对对正入射、零级反射或者透射光。 如果波阵面有角度,需要用户自行修正,其原理在这里。这个是差别的主要原因。

Q:监视器画出来的场和相位是反射光的结果还是与入射光相互作用的结果呢?
A:如果是分析组里面得到的结果,是结构表面的结果;如果是你的设置,光源和监视器都直接在Model下,没有任何位相补偿,你得到的结果是含有光源到监视器的累积位相的结果。

“入射光相互作用“这句话的含义不明确。

Q:此外,如果超表面是纳米棒角度变化,而不是长度变化的话,入射线偏振光,会产生左旋光和右旋光各一束,如何查看反射相位,或者反射角度?
A:这句话含的信息太多了。
超表面随什么变化没有关系;
产生左旋光和右旋光各一束,实际上是人为分解的,为了分析方便,实际的物理结果就是一个椭圆偏振光(或者是线偏光)。
你要得到左旋光和右旋光的反射位相, 必须首先从仿真结果中分解出它们。得到其表示后再计算位相。

Q:需要用grating analysis么?
A:这个是为了分析反射或者透射有没有高级衍射,以及不同衍射级的角度。 如果有高级衍射,需要较复杂的分析。


#3

个人认为,原模拟文件中存在两个主要问题。
1.材料的参数设置。
文献中给的是MgF2的permittivity,而模拟中当成了折射率;
2.光源与monitor的相对位置。
模拟文件中,光源离器件表面的位置过远,这就导致monitor得到的结果既包含入射光,也包含反射(衍射)光。把光源位置调近,同时把monitor的位置放到光源后面就能得到结果了。