CST分析表面等離子極化激元SPP實例（4）- 高斯波束, 納米天線, 縫隙波導

這期我們看看如何把高斯波束信號通過天線接收耦合到縫隙波導。 

同樣用等離激元模板，添加金和二氧化硅，定義一系列的參數： 

畫金薄膜：

畫縫隙切掉：

啟動WCS，移動一定距離：

畫偶極子天線： 

移動WCS：

畫個方片：

選兩個頂點，復制一個方片：

兩個方片是為了方便選面做loft： 

畫好天線后，加上二氧化硅底座喲，把天線和波導都包括進去：

下面添加高斯波束，運行宏： 

定義焦距和波束半徑：

波束相關的參數會自動生成，這里可用來調整高斯波束的位置和角度：

該宏生成近場源，我們需要將其貼在open邊界上，這樣散射波抵達場源就會被邊界吸收?？芍孛?br/>

如果什么結構都沒有，該高斯波是這樣的：

將YZ邊界對稱，對應縫隙波導的SPP模式：

選中波導兩個面，生成二維平面，方便我們加密網格：

將天線和波導的面本地加密：

全局網格：

查看網格：

添加E場和功率監視器：

在波導另一邊畫個圓面，計算接收功率：

求解器計算一個頻點：

計算結束后（不到一分鐘），查看電場，納米天線將空間的高斯波被耦合進了波導：

計算波導接收的功率：

參數掃描天線長度：

可見合適的天線長度能夠將該頻率的波接收效率最大化。我們也可以在天線背面加上反射板，提高耦合效率：

無背板反射：

有背板反射：

小結：

1.    本案例演示了空間波如何通過納米天線耦合進入縫隙波導，以表面等離激元模式傳播。

2.    CST有宏工具生成高斯波束。實際的高斯波束可用商用透鏡光纖獲得。

3.    天線反射器，甚至天線陣列，都可提高納米天線的效率。

參考：

Andryieuski, A., Malureanu, R., Biagi,G., Holmgaard, T., & Lavrinenko, A. (2012). Compact dipole nanoantennacoupler to plasmonic slot waveguide. Optics Letters, 37(6), 1124.doi:10.1364/ol.37.001124