CC BY
15ВКВО-2019 Нанофотоника
ТЕОРИЯ ВОЗМУЩЕНИЙ В ЗАДАЧЕ РАССЕЯНИЯ СВЕТА НА НАНОЧАСТИЦАХ
12 12 12 3
Береза А.С. ' , Немыкин А.В. ' , Фрумин Л.Л. ' , Перминов С.В. ,
1 9*
Шапиро Д.А.
1 Институт автоматики и электрометрии СО РАН, Новосибирск 2 Новосибирский государственный университет, Новосибирск 3Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН, Новосибирск
* shapiro@iae.nsk.su
DOI 10.24411/2308-6920-2019-16145
Важнейшей проблемой фотоники и плазмоники является рассеяние плоской волны различными объектами. В квантовой механике общим методом получения приближенного аналитического решения задачи рассеяния является борновское приближение. К сожалению, это приближение не применимо в фотонике из-за различия граничных условий [1]. В данном докладе мы разрабатываем улучшенное борновское приближение, которое пригодно для электромагнитной волны. В случае цилиндра предложено дополнительно использовать специальную функцию Грина [2], которая позволяет частично суммировать ряд и увеличить точность.
Мы проверили формулы путем сравнения с численными расчетами методами граничных элементов и точечных диполей. Показано, что уже первое улучшенное борновское приближение дает угловую диаграмму рассеянного излучения качественно (рис.1), а третье обеспечивает количественное согласие с точностью 3-5% (рис.2).
ВЕМ
Рис. 1. Квадрат модуля магнитного поля при рассеянии на двух параллельных стеклянных цилиндрах. Показатель преломления 1.5, радиусы и расстояние 0.1 мкм, длина волны 1.512мкм, расстояние от центра первого цилиндра до точки наблюдения 3мкм. Первый порядок с учетом граничных условий для уравнений Максвелла (штрих-пунктир), первое улучшенное борновское приближение (штрихи), третье (точки), метод граничных элементов (сплошная линия). Плоская р-волна падает под углом 45 к линии, соединяющей центры сечений
№6 2019 СПЕЦВЫПУСК «ФОТОН-ЭКСПРЕСС-НАУКА 2019» www.fotonexpres.rufotonexpress@mail.ru
281
ВКВ0-2019- ВКВ0-2019 Нанофотоника
ВЕМ
Рис. 2. То же, что и на рис. 1, но первый цилиндр изготовлен из золота с диэлектрической проницаемостью -91+101. Третье улучшенное борновское приближение (точки), метод граничных элементов (сплошная кривая), приближение точечных диполей (штрих-пунктир). На врезке увеличенный фрагмент, отмеченный на диаграмме квадратом
Литература
1. Немыкин А. В, Берёза А. С, Шапиро Д. А. Письма в ЖЭТФ 108 (9) 613 (2018)
2. Bereza A. S, Nemykin A. V., Perminov S. V., Frumin L. L, Shapiro D. A. Phys. Rev. A. 95, 063839 (2017)
282 №6 2019 СПЕЦВЫПУСК «ФОТОН-ЭКСПРЕСС-НАУКА 2019» www.fotonexpres.rufotonexpress@mail.ru
