概述 {'E%SIRZ)
#Z)e]4{ !l 貴金屬材料的較大負值介電常數(shù)可用于亞波長波導結(jié)構(gòu)的設計。尤其是負介電常數(shù)使導模在金屬和正值電介質(zhì)材料之間存在一個單獨的截面。這些表面等離子體激元(SPPs)在金屬電介質(zhì)界面具有電場強度極值，由于其對任意接近該表面的改變極其敏感通常可用于傳感應用。利用合適的模式解算器可以得到具有2D結(jié)構(gòu)的導模。 %N7b
XKDP Bab`wfUve 等離子體平均功率流圖
fA m^-uq[ 1. 應用 AIR,XlD 亞波長光學 O;9u1,%w 傳感 d^mw&F) S 信號傳輸 ;"-(QE?Mv 光學偏振器 _d 76jmujJ 彎曲波導 t,M _ 2. 優(yōu)勢 f PZt*A__ VFEM模式求解器可輕松處理高橫縱比的波導 bdZ[`uMD 搜索具有復值模式指數(shù)的模態(tài) [-_ 3Zr 高階插值混合向量/節(jié)點元素,可以準確地捕捉到金屬與電介質(zhì)交界面附近的高電場強度 CeSr~Ikg| 三角網(wǎng)格尺寸能夠適應高精度材料屬性 ci0)kxUB F 利用波導的對稱性，可以降低仿真域并把具有特定對稱性的模態(tài)作為目標 ri 1D*CS VFEM快速而且精確 g&!UaJ[#9 e)
42SL^s 3. 仿真描述 I'HPy.PV 矢量有限元法（VFEM）模式求解器接收復介電常數(shù)材料，并使用特別適合對高對比度介電界面進行建模的矢量基函數(shù)來表示。其中一個很好的例子就是使用VFEM模式求解器來計算表面等離子傳導結(jié)構(gòu)。 ;e4 15T 該結(jié)構(gòu)在研究中背面顯示為黑色輪廓線，中心范圍的銀由介電常數(shù)為4的材料圍繞。材料銀在633nm波長的介電常數(shù)是-19-j0.53[1]。該傳導結(jié)構(gòu)不僅僅有高介電常數(shù)對比度組成，同時具有較高的橫縱比，即寬度遠大于厚度。 R2vT\ 6xv 利用對稱邊界和如[1]中分類的模式組合，相應波導厚度模式的色散曲線如圖1所示。所有模式具有一個主Ey分量，該分量有TM模組成并具有無限寬度結(jié)構(gòu)。 x2 =Bu#Y
H= 9kDP${ 9Bvi2
3 圖1 模態(tài)指數(shù)作為銀厚度的函數(shù) 7n9&@D3 :P
對于厚度值較小的一些模式表現(xiàn)出較小的損耗，如SS0模式，其Ey分量關于x和y軸對稱。SS0模式備受關注，因為除了其較低的損耗，其坡印廷矢量與一個光纖(HE11)的基模在形狀上極為相似[1]。 SE.r 'J0 SS0模式的坡印廷矢量沿軸傳輸顯示在背面；注意的是，功率在交界面的限制遠大于中心。中心內(nèi)的小部分坡印廷矢量為負，這說明能量流動方向與傳播方向相反。 jzI70+E 對于一些不同模式摸到的Ey場的實部繪制如下圖。這些模式根據(jù)Ey場關于y和x軸的對稱性進行分類�！皊”和“a”分別表示對稱和非對稱。上角標表示沿X軸極值的數(shù)目[1]。 K' %2
