An integral equation method for numerical computation of scattering resonances in a narrow metallic slit
An integral equation method for numerical computation of scattering resonances in a narrow metallic slit
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窄金属狭缝中散射共振数值计算的积分方程法
DOI：
10.1016/j.jcp.2019.01.046
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发表时间：
2019
影响因子：
4.1
通讯作者：
Zhang, Hai
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Lin, Junshan;Zhang, Hai
本文提出了一种计算亚波长金属狭缝结构散射共振的有效而精确的积分方程方法。导出了散射问题的一个新的边界积分方程，并将散射共振的计算归结为求解复平面上相应齐次方程的特征值。通过精确计算分层介质的绿色函数和加速计算狭缝绿色函数，对积分算子进行了高阶精度的评价。采用牛顿法求解边界积分方程的特征值。我们提出了一个有效的策略，通过引入一个近似模型的散射问题，其中的共振的领先订单的渐近分析导出的散射共振的初始猜测。数值实验证明了该方法的准确性、有效性和鲁棒性。
In this paper we present an efficient and accurate integral equation method to compute the scattering resonances for a subwavelength metallic slit structure. A new boundary integral equation is derived for the scattering problem, and the computation of scattering resonances is reduced to solving the eigenvalues of the corresponding homogeneous formulation over the complex plane. The integral operators are evaluated with high-order precisions by accurate calculations of the Green's functions for the layered medium and accelerated computation of the slit Green's function. The Newton's method is employed for solving the eigenvalues of the boundary integral formulation. We propose an effective strategy for obtaining the initial guesses of scattering resonances by introducing an approximate model for the scattering problem, for which the leading orders of the resonances are derived by asymptotic analysis. Numerical experiments are provided to demonstrate the accuracy, efficiency, and robustness of the method.
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