等离子体纳米腔仿真问题


#1

老师您好,我最近在用mode solutions求解等离子纳米腔的光场模式分布,参考http://www.nature.com/nphoton/journal/v6/n7/full/nphoton.2012.112.html这篇文献。
我计算得到的模式如下图所示,


图片中的模式分布和文献中相似,但是计算出来的有效折射率很大,而且有的模式的损耗还是负值,我觉得这个计算结果可能存在错误,但现在还没找到哪里出了问题,麻烦老师帮我看下。Ag nanowire_Alq3.lms (240.3 KB)
此外,我还想问下老师,在仿真等离子体时,软件的设置方面需要注意哪些事项?麻烦老师了,谢谢!


#2

你这个文件并不能浮现你的结果,你可能修改过,因为现在设置的折射率是1.75。

出现这个情况可能是你需要用Conformal Variant 0。负值是因为过去我们强制选择的正向传播的模式,实际上有反向传播的模式,特别是有SPP时,你可以在分析窗口左下角的Advanced那里勾选CORRECT BACKWARD PROPAGATING MODES:


CORRECT BACKWARD PROPAGATING MODES WHEN PML IS PRESENT: By default, the detection and correction of backward propagating modes, as described above, is not performed when any of the FDE solver boundaries are PML. When PML boundaries are used, you must check this box to apply the correction of backward propagating modes. However, we do not generally recommend checking this box because PML itself can create small amounts of gain in some modes which is typically an indication that the PML is too close to the guiding structure and not that the backward propagating mode has been accidentally selected. In addition, evanescent modes with negative phase velocities are rarely found when PML is used.


#3

孙老师很抱歉,仿真时没注意波长的单位,实际要仿真的波长是550nm,而仿真文件中用的是550um,实在抱歉!我用550nm的波长,conformal variant 1计算了一下,得到如下结果

孙老师我还想再问几个问题:
1、conformal variant 1和conformal variant 0在mode solutions中有哪些不同?对于SPP仿真呢?
2、在仿真SPP时,因为结构中存在金属,那么使用金属边界条件是否有影响?
3、根据计算出来的模式可知,光场和器件结构关于y轴对称,根据Ey光场(如下图所示),我觉得应该y方向应该使用反对称边条,但是结果却是没有模式;用对称边条时,得到了光场模式,孙老师能帮我分析一下么?


#4

A:前者多所有材料都用Conformal,后者仅对电介质用Conformal。在mode solutions缺省用前者,但是个别情况可能产生问题再用后者。

A:如果SPP场已经达到了边界,说明仿真区太小了。只要模式场在边界上很小,例如强度下降到1E-5,用金属边界没有影响。

A:不能凭感觉,需要严格判断,参见
https://kb.lumerical.com/en/ref_sim_obj_symmetric_anti-symmetric.html
你可以用不同的场分量(切向和法向)来判断,结果一样的话说明判断正确,不一样的话需要好好理解说明。注意用场的实部,根据其正负和坐标方向判断。