打击一系列纳米棒的高斯光束是一个例子光学散射。考虑非常接近的金属纳米棒的直径比落在其上的高斯束的波长小得多。如果将横梁沿杆偏振，它们的作用将好像实际上不是单个杆，而是一个床单金属。当阵列垂直于杆时，阵列几乎透明了波浪。
什么是高斯光束
在进一步研究此示例之前，请确保我们了解高斯光束是。简而言之，它是一种电磁梁，可以使用高斯函数来描述垂直于光束轴的平面中的电场轮廓。大多数激光器会散发出几乎近似高斯梁的光束，因此在分析光子设备时经常发生。如果您想了解有关建模高斯光束的更多信息，请在模型库中查看以下型号：
在纳米棒中建模光散射
现在，让我们来获取我们的光学散射示例。假设我们要研究阵列中纳米棒之间是否存在电磁耦合。从理论上讲，我们知道在正确的条件下将要耦合 - 通过对现象进行建模，我们可以验证情况确实如此。
假设我们有一个具有750 nm波长的高斯光束，长度相等的斑点半径。我们还有40个金属纳米棒的阵列，每个纳米棒的半径为20 nm。我一开始提到杆非常接近。确切地说，杆之间的分离仅为150 nm。紧密聚焦的光束正在撞击纳米棒，并在负面传播y-方向。
高斯光束入射在一系列纳米棒上。
为了了解耦合，我们可以使用COMSOL多物理学和Wave Optics模块为该模型进行设置和求解。如上图所示，只有少数纳米棒被电磁束照亮。通过设置表面图，我们可以在光向矢量方向两极化时可视化梁的电场标准（X-方向）。在左下方，您会看到一半的梁被纳米棒阵列照亮，并且没有明显的反射或衍射。如果要仔细观察杆，则可以创建第二个缩放版本的表面图（下方，右）。这表明杆之间存在偶极耦合。
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| 当梁在极化中时电场标准图 x方向。 |
纳米棒的特写，显示偶极耦合。 |
正如您在下面的线图中看到的那样，耦合延伸的延伸远远超过光束的强度分布。
电场的图X组件（蓝色）和梁的背景字段（绿色）。这
梁在X方向上是极化的。
我们还可以绘制梁的特写，如在z- 方向而不是向量光栅的方向。这样做将说明一种场景，在这种情况下，纳米棒阵列的表现就像不透明的金属板对光束，反映了光束并引起强边缘衍射。在右下角的图中清楚地证明了这种效果。
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| 当横梁在z方向上极化时，纳米棒的特写，导致阵列像不透明的金属板那样起作用，而不是单个杆。 | 反射和边缘衍射效应。 |
纳米棒应用
此处概述的模型的主要预期应用是短距离光学通信，其中光跟随纳米棒阵列所铺设的路径。由于纳米棒比光的波长小，并且光紧密耦合到纳米棒，因此光路径的宽度比波长窄。因此，这项技术可以为空间密集的光学通信通道开放，例如在芯片上的电路和印刷电路板之间。
您可能还在不同的情况下听说过纳米棒。除了在此建模示例中显示的内容外，还可以在癌症治疗。
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