JCMSuite應用：等離子波導

此示例演示了由不同電介質界定的銀薄膜的等離子體激元波導的計算。 該設置遵循 Berini [1] 的舉例。 我們主要評論整個計算域上電場強度的數值解，它代表了一個等離子體激元。 但是，對于傳播模式項目，也會計算傳播常數（傳播模式）。
 

幾何示意圖如下：

 

下層和上層材料的相對介電常數由和給出。這個金屬薄膜的厚度是和寬度是。分析了真空波長為時的結構。金屬薄膜(銀)在該波長的相對介電常數為。
 

在本例中，我們計算具有相對于波導對稱平面的鏡像對稱電場的模式 [1]。 因此，只需離散化幾何結構的一半就足夠了。經過最后一步細化后的三角形幾何部分如下圖所示。
 

 

 

由于金屬角附近的奇異場行為和幾何結構的多尺度結構，等離子體激元模式的精確計算是一個具有挑戰性的問題。 等離子體激元的傳播主要集中在極薄銀帶附近。 自適應有限元離散化是解決這類問題的一種方法。 由于角的預細化和自適應細化步驟，網格被細化，特別是在靠近細帶和靠近金屬角的地方，這些地方的電場表現出奇異的行為，必須非常精確地解決。得到的結果如下圖所示：

 

參考文獻

[1] (1, 2)P. Berini, Plasmon-polariton waves guided by thin lossy metal films of finite width: Bound modes of symmetric structures, Phys. Rev. B 61, 10484 (1999)