有耗介质中球体的最优等离激元多极共振
光学
2019-02-13 v2
摘要
本文给出了嵌入有耗周围介质中的旋转不变介电球体的等离激元多极吸收与散射的基本上界。为此发展了专门的米氏理论，当其与相应的广义光学定理结合时，得到一个可通过直接分析显式求解的优化问题。特别地，吸收截面在相关米氏（散射）参数中是凹二次型，而凸散射截面可通过使用拉格朗日乘子约束吸收非负来最大化。对于均匀球体，利用魏尔斯特拉斯预备定理确立了等离激元奇点的存在性与唯一性，并给出了偶极与四极的显式渐近表达式。研究表明，嵌入色散介质中的小均匀介电球体用于多极吸收与散射的最优无源材料分别近似由相应极点位置的复共轭与实部给出。给出了数值算例以阐明该理论，包括基于这些金属的若干特定 Brendel-Bormann (BB) 介电模型，与金、银和铝纳米球中获得的等离激元偶极与四极共振进行比较。基于这些 BB 模型，有趣的是注意到金属球可在特定频率的特定尺寸下调谐至最优吸收。
引用
@article{arxiv.1810.07965,
title = {Optimal plasmonic multipole resonances of a sphere in lossy media},
author = {Sven Nordebo and Gerhard Kristensson and Mohammad Mirmoosa and Sergei Tretyakov},
journal= {arXiv preprint arXiv:1810.07965},
year = {2019}
}
备注
arXiv admin note: text overlap with arXiv:1806.08960