● 高斯波束入射負折射介質板 (Gaussian beam incident a Negative refractive index plate)

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參考 :

1. 'Left-Handed' Materials Propel Spectrum Physics

2. Lumerical FDTD Solution

3.Left-Hand material , Metalmaterial 。

J. B. Pendry, “Negative Refraction Makes a Perfect Lens,” Phys. Rev. Lett., vol. 85, no. 18, pp. 3966–3969, Oct. 2000

4.Negative index metamaterials

我們舉一最簡單的例子看光的折射現象。負折射要實現,必須讓相對電導率及相對磁導率為-1 ((permeability = -1 & permittivity = -1)的雙負折射層(DNR, Double negative refractive),這樣一來就能實現一最簡單的負折射介質。

要實現這個目標,在此就會用到前面結構參數有提及的:可同時更新電性材料及磁性材料的部分,並使用Drude模型。

設定參數

雙負折射層 (DNR) 厚度 = 600 nm

入射波長 = 200 nm

Gaussian beam size = 200 nm

1. 選取模擬的維度

2. 定義總x,y,z長度相等於模型檔案,然後調整適當的各軸解析度

3. 按【建立網格 Cad to Grids (Create)】按鈕建立模擬網格

1. 定義邊界條件

2. 按【創建 (Create)】按鈕 => 建立總網格 (包含邊界條件&增加網格)

使用線性極化平面波由下方入射(theta=45度)

1.勾選要使用的材料

2.輸入內建結構函數

3.執行區塊內的指令函數

4.檢查結構是否正確

5.確認後輸出結構

內建結構的寫法則如下

gdx是(grid) dx的大小, gdy = dy. gdz = dz;

ib= X grids, jb= Y grids, kb= Z grids;

icenter= ib/2; jcenter= jb/2; kcenter=kb/2;

內建結構函數 矩形 Brick 參考 : 內建結構

%=================矩形 Brick===========================

xstart=1*gdx;

xend=ib*gdx;

ystart=1*gdy;

yend=1*gdy;

zstart=kcenter*gdz-300e-9;

zend=kcenter*gdz+300e-9;

nindex=1^2;

sigma=0;

choice='EM_Model1'; %E_Iso,PEC,M_Iso,PMC,E_Model1,M_Model1,EM_Model1

gridtype=-1; %

Iso_Brick(choice,gridtype,nindex,sigma,xstart,xend,ystart,yend,zstart,zend)

%=================矩形 Brick===========================

使用drude模型並使er及mr皆為-1。若我們令e=1,gd=0, 那麼er=1-wd^2/w^2; 我們可得wd=sqrt(2)*w

那麼帶入入射波長200nm,可得wd=sqrt(2)*pi/3e8/200e-9 = 1.332864881447510e+016。將這個數值分別輸入電性材料1及磁性材料1的Drude模型中

F.頻譜 & 場 (Spectrum & Pattern)

1.設定頻譜分析 & 觀測波長範圍

G.模擬計算 (Calculation)

1.設定模擬時間長

2.存檔

3.計算