CST分析表面等離子極化激元SPP實例（6）- 一維光柵耦合，MIM結構，TM模激發

這期我們繼續看一下衍射光柵的高階衍射、衍射效率、反射率。 

使用等離子波導模板，這期要看的就是模板這個彩圖的案例：           

材料庫取金和銀：

定義氧化鋁，介電為折射率平方：

畫個金底：

移動WCS到上端，畫個圓柱切掉金底，圓心和半徑的關系決定了這個光柵的深度是20nm：

選擇兩個邊，改圓滑：

復制上移，材料為銀，不做布爾運算：

銀材料復制上移，材料為Al2O3，不做布爾運算：

氧化鋁復制上移，材料為金，這回可Trim切去多余的金：

用重疊檢查：

金底插入銀和氧化鋁：

給四個部分重命名：

各自厚度：

邊界是unit cell，Z-是電，Z+是open add space，模式為兩個：

掃描角放53度：

求解器計算一個頻點：

仿真結束后，查看電場：

TE模：

TM模：

可見只有TM?？梢约钇餝PP。

從反射率我們也可以看出，TM模反射率較低，因為能量去了金屬－氧化鋁－金屬這樣的MIM三明治中。

下面我們參數掃描光柵周期和入射角，簡單看看光柵激勵SPP的條件。進入金底的歷史樹，改周期寬度：

進入邊界掃描角，改成參數：

然后參數掃描：

掃描結束后，可將離散的數據點畫成０D曲線：

調整格式：

也可后處理調整格式，比如固定width=130 , X軸改變theta：

最后得到這樣的反射曲線，可見周期越寬，所需要的theta入射角越大，才能最好的激勵出表面波模式，符合光柵的表面等離子激元的匹配條件。

參考：Preiner,M. J., Shimizu, K. T., White, J. S., & Melosh, N. A. (2008). Efficientoptical coupling into metal-insulator-metal plasmon modes with subwavelengthdiffraction gratings. Applied Physics Letters, 92(11), 113109.doi:10.1063/1.2898509 

小結：

１.  光柵結構加平面波可用于激勵plasmon。

２.  MIM三明治結構是常用的plasmon波導。

３.  Floquet端口模式對應光柵衍射的每個模式。