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2010年

电磁波在金属双凹槽结构中的耦合作用

来源:武汉光电国家研究中心     作者:    发布时间:2010年12月06日    浏览:

电磁波在具有凹槽的金属平面上会发生散射,这一过程包含了十分丰富的物理内涵,并且易于建模分析,因此研究人员一直对其充满兴趣。大到雷达波探测飞机引擎,小到亚波长结构调制光波,都是上述散射过程在应用中的扩展。几十年来,人们已经发展出了多种方法来研究电磁波在一个或多个凹槽中的散射,诸如阻抗边界条件法(IBCA),严格耦合波分析(RCWA)等。在这些方法中,波导模式法(WGM)既不需矩阵转置,也不需特殊函数计算,故而在计算效率上优势明显。然而,WGM方法是针对单凹槽散射提出的,因此在分析多个凹槽的散射时就无法研究散射波之间的耦合作用。

基于此,武汉国家光电实验室太赫兹光电子学团队的丁岚博士在导师刘劲松教授的指导下发展出了一种考虑凹槽间耦合作用的扩展WGM方法。这种方法以双槽结构为例,认为总散射波由两部分组成:其一是忽略耦合作用,由入射波直接产生的基本散射场;其二是由相邻凹槽的散射场再次散射产生的附加场。在提出扩展方法的同时,该团队也提出了耦合作用比CIR)的概念来定量描述凹槽之间相互作用的强弱。这些成果通过简单的扩展,可以推广到形状、数目、排列任意组合的方形凹槽结构中。该项研究对新型太赫兹器件,如亚波长光栅、耦合器、定向天线等的分析和设计具有指导意义。这一工作得到了国家自然科学基金(10974063)和武汉国家光电实验室研究基金(P080008)的资助。研究成果发表在Optics Express (2010,18, 21083-21089 )

(责任编辑:陈智敏)