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1、1仿真周报plasma-金属粒子散射作者姬应科报告日期2017-9-16 9:05:58摘要摘要模拟激光照射下的金属纳米粒子的散射。21全局定义全局定义作者姬应科日期Sep 14, 2017 2:13:44 PM全局设置名称Plasma-金属粒子散射.mph路径E:simulationcomsolplasma-金属粒子散射.mphCOMSOL 版本COMSOL 5.3 (开发版本: 223)使用的产品COMSOL MultiphysicsWave Optics Module1.1参数参数 1参数名称名称表达式表达式值值描述描述w1000nm1E6 m几何模型宽度t_pml150nm1.5E7
2、m完美匹配层厚度h1750nm7.5E7 m空气腔高h2250nm2.5E7 m底衬厚度n111空气折射率n21.51.5底衬折射率wl500nm5E7 m激光波长phi00入射激光在介质中的方位角thetapi/40.7854入射激光在空气中与 Z 轴的夹角（入射角）theta2asin(n1/n2*sin(theta)0.49088 rad激光在底衬中的折射角I1MW/m21E6 W/m入射激光强度pI*w2*cos(theta)7.0711E7 W端口激光能量32组件组件 1分量设置单位制SI2.1定义定义2.1.1 变量变量变量变量 1选择几何实体层整个模型名称名称表达式表达式单位单位
3、描述描述k1ewfd.k0*n1rad/ m空气中的波矢kxk1*cos(phi)*sin(theta)rad/ mx 分量kyk1*sin(phi)*sin(theta)rad/ my 分量kz-k1*cos(theta)rad/ mz 分量k2ewfd.k0*n2rad/ m底衬中的波矢k2z-k2*cos(theta2)rad/ m底衬中波失的 Z 分 量变量变量 2选择几何实体层域选择域 117, 2024, 2637名称名称表达式表达式单位单位描述描述ewfd.Ex0ewfd.Ey0ewfd.Ez0变量变量 3选择几何实体层边界选择边界 62, 684名称名称表达式表达式单位单位描述
4、描述E0y-sin(phi)*exp(-i*(kx*x + ky*y)端口入射光E0xcos(phi)*exp(-i*(kx*x + ky*y)变量变量 4选择几何实体层整个模型名称名称表达式表达式单位单位描述描述nrelPoavnx*ewfd2.relPoavx + ny*ewfd2.relPoavy + nz*ewfd2.relPoavzW/m相对时均功率流出 （坡印廷矢量）S_scintop_surf(nrelPoav)/I散射截面S_absintop_vol(ewfd2.Qh)/I吸收截面S_extS_sc + S_abs消光截面52.1.2 组件耦合组件耦合技术粒子内部耦合技术粒子内
5、部耦合耦合类型积分算子名称intop1源选择几何实体层域选择域 25金属表面耦合金属表面耦合耦合类型积分算子名称intop26源选择几何实体层边界选择边界 871122.1.3 选择选择物理空间（包含粒子，空气，底衬）物理空间（包含粒子，空气，底衬）选择类型选择类型Explicit7选择选择域 1819, 25补集（完美匹配层）补集（完美匹配层）选择类型选择类型Compleme nt8选择选择域 117, 2024, 2637金属表面金属表面选择类型选择类型Explicit9选择选择边界 871122.1.4 域属性域属性完美匹配层完美匹配层 1标记pml 1选择几何实体层域选择域 117,
6、2024, 263710选择几何描述描述值值坐标名称x, y, z类型笛卡尔缩放描述描述值值坐标拉伸类型多项式设置描述描述值值典型波长来自物理场接口物理场电磁波，频域 2112.2几何几何 12.3材料材料2.3.1 空气空气空气选择几何实体层域选择域 34, 78, 1112, 1516, 1920, 2324, 2829, 3233, 3637材料参数名称名称值值单位单位折射率实部n 11折射率虚部0112折射率 设置DescriptionValue折射率实部n1, 0, 0, 0, n1, 0, 0, 0, n1折射率虚部0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 02.3.2 底衬
7、底衬底衬选择几何实体层域选择域 12, 56, 910, 1314, 1718, 2122, 2627, 3031, 3435材料参数名称名称值值单位单位折射率实部n 2113名称名称值值单位单位折射率虚部01折射率 设置DescriptionValue折射率实部n2, 0, 0, 0, n2, 0, 0, 0, n2折射率虚部0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 02.3.3 Au (Johnson)Au (Johnson)选择几何实体层域选择域 25材料参数14名称名称值值单位单位折射率实部n_interp(11/m*c_const/freq)1折射率虚部k_interp(11/
8、m*c_const/freq)12.3.4 端口端口 1端口 1选择几何实体层边界选择边界 68方程SETTINGSDescriptionValue15DescriptionValue端口名称1端口波激励开端口输入功率p模式相位0指定沉积功率关在内部端口上激活狭缝条件关端口类型用户定义输入量电场传播常数abs(kz)电模式场E0x, E0y, 0变量变量端口端口 2端口 216选择几何实体层边界选择边界 62方程SETTINGSDescriptionValue端口名称2端口波激励关模式相位0在内部端口上激活狭缝条件关端口类型用户定义输入量电场传播常数abs(kz)电模式场E0x, E0y, 0
9、17变量变量周期性条件周期性条件 1周期性条件 1选择几何实体层边界选择边界 60, 63, 129, 132方程SETTINGSDescriptionValue周期性类型Floquet 周期Floquet 周期 k 矢量用户定义Floquet 周期 k 矢量，x 分量kxFloquet 周期 k 矢量，y 分量kyFloquet 周期 k 矢量，z 分量018DescriptionValue将反作用力项应用于所有物理场（对称）约束方法单元变换为中间映射自动变量变量2.3.5 周期性条件周期性条件 2周期性条件 2选择几何实体层边界选择边界 61, 64, 74, 77方程19SETTINGS
10、DescriptionValue周期性类型Floquet 周期Floquet 周期 k 矢量用户定义Floquet 周期 k 矢量，x 分量kxFloquet 周期 k 矢量，y 分量kyFloquet 周期 k 矢量，z 分量0将反作用力项应用于所有物理场（对称）约束方法单元变换为中间映射自动2.4网格网格 1网格 120金属粒子设置描述描述值值最大单元尺寸20最小单元尺寸23.4最小单元尺寸关曲率因子0.6曲率因子关狭窄区域分辨率0.5狭窄区域分辨率关最大单元增长率1.5最大单元增长率关定制单元尺寸定制212.4.1 底衬底衬 (size2)选择几何实体层域选择几何 geom1底衬设置描述
11、描述值值最大单元尺寸0.2*wl/n2最小单元尺寸23.4最小单元尺寸关曲率因子0.6曲率因子关22描述描述值值狭窄区域分辨率0.5狭窄区域分辨率关最大单元增长率1.5最大单元增长率关定制单元尺寸定制2.4.2 自由三角形网格自由三角形网格 1 (ftri1)选择几何实体层边界选择边界 6061, 6364自由三角形网格 1232.4.3 自由四面体网格自由四面体网格 1 (ftet1)选择几何实体层域选择域 1819, 25自由四面体网格 12.4.4 扫掠扫掠 1 (swe1)选择几何实体层域选择域 117, 2024, 263724扫掠 125分布 1设置描述描述值值单元数8262.5绘图组绘图组2.5.1 电场电场 (ewfd)theta=3.1416, phi=3.1416 lambda0(1)=0.5 m 多切面: 电场模 (V/m)272.5.2 电场电场 (ewfd2)theta=0, phi=0.7854 lambda0(1)=0.5 m 多切面: 电场模 (V/m)
