Резонансное рассеяние волн плоскими периодическими структурами, расположенными между двумя однородными средами

Abstract

Численно решена задача рассеяния электромагнитных волн плоскими структурами, периодическими в двух направлениях и расположенными между двумя разными однородными средами. Метод решения основан на применении объемных интегральных уравнений макроскопической электродинамики. С помощью представленного метода в оптическом и терагерцовом диапазонах получены и исследованы частотные характеристики прохождения излучения через тонкий слой металла с периодически расположенными отверстиями, размер которых составляет менее половины длины волны. Проанализировано влияние толщины периодического слоя, диэлектрической проницаемости прилегающих однородных сред, формы отверстия на прохождение излучения. Исследованы поляризационные характеристики электромагнитных волн оптического диапазона, рассеянных структурой из киральных элементов.

Чисельно розв’язано задачу розсіяння електромагнітних хвиль плоскими структурами, періодичними у двох напрямках та розташованими між двома однорідними середовищами. Метод розв’язання грунтується на використанні об’ємних інтегральних рівнянь макроскопічної електродинаміки. За допомогою поданого методу в оптичному та терагерцовому діапазонах отримано та досліджено частотні характеристики проходження випромінювання через тонкий шар металу з періодично розташованими отворами, розмір яких є меншим половини довжини хвилі. Проаналізовано вплив товщини періодичного шару, діелектричної проникності прилеглих однорідних середовищ, форми отворів на проходження випромінювання. Досліджено також поляризаційні характеристики електромагнітних хвиль оптичного діапазону, розсіяних структурою з кіральних елементів.

Electromagnetic wave scattering by planar doubly periodic structures bounded by two different homogeneous media has been solved numerically. The problem-solving procedure is based on application of volume integral equations of macroscopic electrodynamics. With the procedure presented, the frequency characteristics of radiation transmission through periodic arrays of subwavelength holes in a metal film have been obtained and investigated in optical and terahertz frequency ranges. The effect of a periodic layer thickness, dielectric permittivity of adjacent homogeneous media and a hole shape on radiation transmission has been analyzed. Also, polarization characteristics of light waves scattered by a structure of chiral elements have been studied.