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。可重命名：

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