CST分析表面等离子极化激元SPP实例（4）- 高斯波束, 纳米天线, 缝隙波导

这期我们看看如何把高斯波束信号通过天线接收耦合到缝隙波导。 

同样用等离激元模板，添加金和二氧化硅，定义一系列的参数： 

画金薄膜：

画缝隙切掉：

启动WCS，移动一定距离：

画偶极子天线： 

移动WCS：

画个方片：

选两个顶点，复制一个方片：

两个方片是为了方便选面做loft： 

画好天线后，加上二氧化硅底座哟，把天线和波导都包括进去：

下面添加高斯波束，运行宏： 

定义焦距和波束半径：

波束相关的参数会自动生成，这里可用来调整高斯波束的位置和角度：

该宏生成近场源，我们需要将其贴在open边界上，这样散射波抵达场源就会被边界吸收。可重命名：

如果什么结构都没有，该高斯波是这样的：

将YZ边界对称，对应缝隙波导的SPP模式：

选中波导两个面，生成二维平面，方便我们加密网格：

将天线和波导的面本地加密：

全局网格：

查看网格：

添加E场和功率监视器：

在波导另一边画个圆面，计算接收功率：

求解器计算一个频点：

计算结束后（不到一分钟），查看电场，纳米天线将空间的高斯波被耦合进了波导：

计算波导接收的功率：

参数扫描天线长度：

可见合适的天线长度能够将该频率的波接收效率最大化。我们也可以在天线背面加上反射板，提高耦合效率：

无背板反射：

有背板反射：

小结：

1.    本案例演示了空间波如何通过纳米天线耦合进入缝隙波导，以表面等离激元模式传播。

2.    CST有宏工具生成高斯波束。实际的高斯波束可用商用透镜光纤获得。

3.    天线反射器，甚至天线阵列，都可提高纳米天线的效率。

参考：

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