CST纳米光学实例（1）- SPP近场激发，石墨烯，纳米电偶极子
表面等离子激元震荡SPR也可以通过近场的纳米天线激发，这期我们看看石墨烯（Graphene）的圆盘仿真SPR。
用等离子激元模板，用宏工具定义石墨烯：
该宏会生成两个石墨烯的材料，一个是表面阻抗类型，适合无厚度的二维材料，另一个是多阶色散类型，适合有一点厚度的三维材料。
可查看材料曲线，下面还有一个表面电导率的曲线，这个的倒数就是表面阻抗用的曲线。
还有一些石墨烯的参数自动生成，其中石墨烯的厚度参数要和三维材料一致(如果用色散模型）。
下面我们开始建模，画一个二维的圆盘：
开启WCS，上移圆盘半径百分之一的高度，此处为纳米电偶极子中心。
偶极子尺寸如下，端口阻抗为5000欧姆，所以很少量的电磁波辐射到远场。
添加很多远场监视器，因为我们要计算辐射功率的曲线，所以要很多远场频点：
边界为open（add space），可用磁边界对称：
初始网格比较粗糙：
根据天线尺寸，我们可以限定最小网格尺寸：
加密网格尺寸比：
本地加密石墨烯:
加密后网格（未进行自适应）：
由于远场频点众多，我们可用频域fast reduced order 算法；由于辐射功率非常小，我们需要调高精度：
开始仿真。大概10THz的带宽，几百个远场，笔记本计算约10分钟。查看不同频率远场：
查看辐射功率曲线，可见辐射功率总体都很低，但由于近距离的石墨烯，有些频率的辐射发生增强，也就是表面等离子激元震荡效果。为了更好的观察辐射功率，我们另仿真该天线空间辐射，然后将该辐射功率对其归一化。
将圆盘改成真空，仿真。
将两个功率曲线相除，可见某些频率的辐射加强几十倍：
最后看一下石墨烯的波散射，电场Z分量：
4.5THz:
9.3THz:
参考：Balaban,M. V., Shapoval, O. V., & Nosich, A. I. (2013). THz wave scattering by agraphene strip and a disk in the free space: integral equation analysis andsurface plasmon resonances. Journal of Optics, 15(11), 114007.doi:10.1088/2040-8978/15/11/114007
小结：
1. CST宏工具方便建立石墨烯材料模型, 模型基于：L. Falkovsky, “Optical properties of graphene”, Journal ofPhysics, 2008
2. 频域FRO适合多远场计算。
