通过拉普拉斯方程求解有特殊电荷分布的空间电势

探讨的是空间有自由电荷分布时通过拉普拉斯方程求解空间电势分布的问题。当空间有自由电荷分布且电荷分布有一定特殊性时(球对称),可以将空间各点的电势看作是自由电荷在空间产生的电势与介质上的极化电荷在空间产生的电势相叠加。自由电荷在空间产生的电势可以用高斯(M.E.Gauss)定理进行求解,介质上的极化电荷在空间产生的电势分布满足拉普拉斯方程,可以用分离变量法求解。这样就把空间中有自由电荷分布时需求解的泊松方程的问题转化为拉氏方程进行求解,使问题得到简化。

金属亚波长波导阵列的聚焦和分束

由于光波在不同长度的波导中传输产生的相位延迟不同,特定的波导阵列可以对光波波阵面进行调制。理论推导发现三角形波导阵列可以实现聚焦,得出凸三角形波导阵列聚焦高度和焦深。利用时域有限差分法模拟了凸三角形波导阵列对光波的聚焦情况,通过比较发现模拟和理论推导结果非常吻合。同时模拟发现凹三角形波导阵列结构可以实现光的分束。

双层金属亚波长结构近红外波段的吸收研究

提出一种应用价值较高的由带周期狭缝和周期凹槽的2块金属板构成的吸收器件.利用时域有限差分算法(FDTD)模拟了电磁波跟金属结构的相互作用.发现在所研究波段形成2个强吸收峰.变化狭缝宽度、2块金属板的间隔和凹槽深度,发现不同的变化规律.结合近场分布,认为吸收的物理机制是通过表面等离子体将电磁波耦合进入结构内部,一种是只在金属表面的表面等离子体共振,另一种是在狭缝里的F-P共振.2种共振通过金属电子的阻尼振动将光波的电磁能量吸收.