Plasmonic-cavity model for radiating nano-rod antennas.
Plasmonic-cavity model for radiating nano-rod antennas.
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辐射纳米棒天线的等离子体腔模型
DOI：
10.1038/srep03825
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发表时间：
2014-01-23
影响因子：
4.6
通讯作者：
Mortensen NA
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Peng L;Mortensen NA
在本文中，我们提出了利用圆柱谐波展开的纳米棒天线的解析解。通过将金属纳米棒视为等离子体腔，我们推导出了内部场和辐射场的封闭表达式，以及谐振条件和辐射效率。通过我们的理论模型，我们发现除了等离子体共振外，有效辐射还利用(a)使棒的半径值较大和(b)中心馈电剖面，通过这种方式，辐射效率可达70%，在宽频段内甚至更高。我们的理论表达式和结论具有普遍性，为光学天线系统及其辐射方向图的工程和进一步优化铺平了道路。
In this paper, we propose the analytical solution of nano-rod antennas utilizing a cylindrical harmonics expansion. By treating the metallic nano-rods as plasmonic cavities, we derive closed-form expressions for both the internal and the radiated fields, as well as the resonant condition and the radiation efficiency. With our theoretical model, we show that besides the plasmonic resonances, efficient radiation takes advantage of (a) rendering a large value of the rods' radius and (b) a central-fed profile, through which the radiation efficiency can reach up to 70% and even higher in a wide frequency band. Our theoretical expressions and conclusions are general and pave the way for engineering and further optimization of optical antenna systems and their radiation patterns.
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