這是一個簡單但常見的超原子結構的案例：襯底上包含一個奈米圓盤的雙重週期方形晶格。示例和參數均取自Berzins等的文章[1]，儲存格在X和Y方向上均是週期性的。它包含一個位於基板上的圓盤(或圓柱體)，被背景材料包圍。本案例中的材料根據參考文獻選擇為矽(圓盤)、玻璃(襯底)和空氣(背景)。
線偏振平面波s偏光和p偏光從上方入射到光柵，用JCMsuite計算近場分佈。
下圖所示為垂直入射平面波的波長為550nm時所顯示的近場和強度分佈：
散射體外的場向量和強度分佈
兩個平面上的p偏光的場向量以幾何形式疊加
後處理傅立葉變換(Fourier Transform)計算透射繞射階的振幅。後處理散射矩陣(Scattering Matrix）從傅立葉變換(Fourier Transform)中得到的平面波分解從而計算散射量。
光譜特性
在參考文獻 [1]中，對透射光譜進行了調整以提供顏色過濾。腳本data_analysis/run_scan_illumination.py的目的是重現文章中圖1的光譜圖。
相位分佈
要改變透射波前的形狀，需要控制其相應的相位。對於一個給定的結構，我們從鐘斯矩陣中得到這個相位，這個矩陣是由後處理散射矩陣(ScatteringMatrix.)計算出來的。這為任意兩個線性獨立入射場的透射階的p和s偏振分量產生了一個複透射係數。它的相位是透射波相對於入射波的相移。雖然絕對相位很少引起人們的興趣，但它對原子參數和入射光的變化關係通常是令人感興趣的。
下圖描繪了透射係數的幅值和相位(由於對稱性，這與偏振性無關):
這個圖也是由腳本data_analysis/run_scan_illumination.py生成的。
奈米片半徑和高度的變化會影響相位和透射率。這個光譜特性使用腳本data_analysis/run_scan_geometry.py來研究。在這裡，奈米片的直徑和高度發生了變化，並記錄了相位和透射的變化。
參考文獻
[1] Berzins, Jonas, Fabrizio Silvestri, Giampiero Gerini, Frank Setzpfandt, Thomas Pertsch, and Stefan MB Baeumer. “Color filter arrays based on dielectric metasurface elements.” In Metamaterials XI, vol. 10671, p. 106711F. International Society for Optics and Photonics, 2018.
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