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电子激励表面等离极化激元的粒子模拟

刘腊群 张平 王辉辉

刘腊群, 张平, 王辉辉. 电子激励表面等离极化激元的粒子模拟[J]. 强激光与粒子束, 2018, 30: 043101. doi: 10.11884/HPLPB201830.170399
引用本文: 刘腊群, 张平, 王辉辉. 电子激励表面等离极化激元的粒子模拟[J]. 强激光与粒子束, 2018, 30: 043101. doi: 10.11884/HPLPB201830.170399
Liu Laqun, Zhang Ping, Wang Huihui. Particle-in-cell simulation of electron-excited surface plasmon polaritons[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2018, 30: 043101. doi: 10.11884/HPLPB201830.170399
Citation: Liu Laqun, Zhang Ping, Wang Huihui. Particle-in-cell simulation of electron-excited surface plasmon polaritons[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2018, 30: 043101. doi: 10.11884/HPLPB201830.170399

电子激励表面等离极化激元的粒子模拟

doi: 10.11884/HPLPB201830.170399
基金项目: 

国家自然科学基金项目 11705024

国家自然科学基金项目 61501094

详细信息
    作者简介:

    刘腊群(1984-), 男,讲师,从事粒子模拟技术研究;liulq@uestc.edu.cn

  • 中图分类号: O463

Particle-in-cell simulation of electron-excited surface plasmon polaritons

  • 摘要: 采用极化电流微分方程,对贵金属中自由电子与外电场的共振过程进行描述。将该微分方程与麦克斯韦方程相结合,运用时域有限差分(FDTD)方法,在粒子PIC模拟软件CHIPIC3D的基础上,实现了电子激励表面等离极化激元(SPPs)的模拟。通过对100 keV电子平行于银薄膜表面运动、激励起表面等离极化激元的模拟,观测并分析了SPPs的场强及模式在银薄膜表面的分布,并验证了模拟结果的正确性。
  • 图  1  三维模拟模型

    Figure  1.  Three-dimensional simulation model

    图  2  银薄膜厚度20 nm时的模拟结果

    Figure  2.  Simulation results for silver film thickness of 20 nm

    图  3  银薄膜厚度50 nm时的模拟结果

    Figure  3.  Simulation results for silver film thickness of 50 nm

    图  4  PIC模拟结果与理论色散曲线结果的对比

    Figure  4.  Comparison between PIC simulation results and theoretical dispersion curves

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出版历程
  • 收稿日期:  2017-10-12
  • 修回日期:  2017-11-23
  • 刊出日期:  2018-04-15

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