关于仿真斜入射表面等离子体散射增强问题


#1

老师,您好,我在仿真表面等离子对纳米颗粒散射增强的问题时,发现光源斜入射时,我改变颗粒的周期大小,不会影响整个场的增强情况,附件有我模仿仿真的文章和程序,能否请老师帮我看看我的程序问题出在什么地方?

Scattering in AuNPs.fsp (250.5 KB)
2016AC. Exploiting Surface-Plasmon-Enhanced Light Scattering for the.pdf (3.8 MB)


#2

一般斜入射情况最好用平面波,可以是普通的平面波+Bloch(一般适合单波长)或者BFAST(宽广谱),参见

如果一定要用TFSF,为了使得它也用上指定的边界条件,其横向尺寸必须大于周期,参见附件
Scattering in AuNPs.fsp (251.0 KB)

否则的话TFSF就用它自己的边界条件,这就是为什么它的区域是3D。
你再试一下:
平面波+Bloch(一般适合单波长),
或者扩展后的TFSF,注意细化网格要包住TFSF区域以免网格变化产生散射。


#3

孙老师,我尝试您给的建议来仿真,发现结果还是不对。本来若是用TFSF光源,它小于FDTD区域时,出来的结果发现场强还是有增强的,若是改用普通平面波或是扩展后的TFSF光源,仿真以后发现场强都没有增强了,请问孙老师,除了上述的原因以外,是否还有可能是其他设置不正确引起的呢?


#4

你的结构与文献的不同啊

SPP对角度非常敏感,你需要搞清入射角是指那个介质中的,另外你现在的光源是位于硅材料中,有很大的吸收,此外你可能还需要用更细的网格,覆盖XY面。


#5

孙老师,您好,文献中仿真了两个结构,一个是LRSPR,另一个是cSPR。我暂时是模拟cSPR这个结构,如图所示。我的仿真发现,如果将TFSF光源扩展到FDTD外,场强并没有增强(但是TFSF光源小于FDTD区域倒是有增强,不过就是周期改变时场强没有影响)。我的光源是在玻璃(LaSFN9)中不是在硅中(材料是我根据折射率自己定义的),按您所说,我把网格细化,但是好像没有效果。


#6

请检查几个原因:
结构:你现在的是

cSPR中还有Dielectric,是水吗?

材料:似乎正确,不过

是不是太大了?
https://refractiveindex.info/?shelf=glass&book=SUMITA-LaSF&page=K-LaSFn9
说不定文献给错了,因为LaSFn9的折射率在氦氖激光波长上大概是1.8。你把玻璃的折射率改为1.45 测试一下。

前面说了,材料正确以后, SPP与角度和网格尺寸非常敏感,因此,建议你用宽光谱、BFAST测试,看看有没有波长出现SPP。如果没有,一定是哪个参数出了问题。

另外,请详叙阅读这个提示,这是我根据多年经验总结的: