FDTD SPR lighttools等相关问题

科研dog

有没有小伙伴可以用简单易懂的语言帮忙解释下SPR、LSPR、SERS三者的区别以及LSPR的增强原理？是可以对激发波长进行增强从而间接增强发射体的荧光强度，也可以直接增强荧光强度吗？看了好多文献，但对那些机理解释不是很明白，希望懂得大佬帮忙简单理一下，谢谢！还有用FDTD或lighttools如何建模仿真荧光增强？我用FDTD简单仿了一下，发现贵金属球体的尺寸改变但波峰却没出现红移。

xueshujiawen

前提概念：
光发生全反射时，并不是按照几何光线在一个点折转，这个点，实际上有半个波长的宽度，一个波长的深度，这部分进入介质内的光，称为消逝波。

SPR，表面等离子共振，金属表面的自由电子行为可以用等离子体来描述，也是一种电磁场；SPR就是上面说的“消逝波” 和金属表面附近的电磁场相互作用，发生共振和能量转移，这样“消逝波”的能量转移到等离子体上，反映到现象中，会看到反射强度变弱，有一个吸收峰。称为SPR；

LSPR，是考虑局部小尺寸下的SPR现象，因为在微纳尺寸下，共振和吸收更强。

SERS，是利用LSPR原理，在贵金属纳米微米颗粒的层或者团聚体里，形成很多纳米级别的小空间，得到很强的LSPR，这样拉曼信号在电磁场共振作用下明显增强，从而把微弱信号放大提取出来。一般10^4-10^10次方，看不同的微纳结构了。 现在很多做SERS的都是为了一个目的，制造尽可能高的放大量级。至于什么是拉曼散射，楼主应该了解的。

FDTD软件重点是模型科学，接近实际的结构，设好边界条件，有很多教程可以搜搜，跟着做一些。确保建模正确。结果跟实际物理现象对比，如果不一致，基本上都是模型的问题，毕竟做了很多简化处理，参数也不一定合适。

科研dog

居然到今天才看到回复，谢谢您的解释~ 您有采用FDTD做过米尔散射或SPR的仿真吗？想拜师！

xueshujiawen

科研dog 发表于 2020-3-29 16:57
居然到今天才看到回复，谢谢您的解释~ 您有采用FDTD做过米尔散射或SPR的仿真吗？想拜师！

FDTD 做过SERS，几年没用过了，都是查手册看教程，你找找资料按照步骤做，要试才知道。
米氏散射刚好前阵子又弄了下，没用FDTD，我的粒子体系要建模的话比较复杂，不适合；后来找了两个matlab编程和小程序做的。毕竟简单，结果仅限参考，看一个大概的趋势吧，最主要的还是做实验测数据，互相验证找原因；

xiongmin

上一位对前面几个问题回答已经很详细了，补充一下仿真结果没有出现红移的原因：1.改变网格精度，精度要适应，数字设置太大，改变其他参数得不到变化
2.进行收敛测试
3.检查材料拟合情况，看一下结构建模是不是有问题，如边界条件的设定。等等

科研dog

xiongmin 发表于 2020-4-11 14:22
上一位对前面几个问题回答已经很详细了，补充一下仿真结果没有出现红移的原因：1.改变网格精度，精度要适应 ...

网格精度、边界设定还有材料拟合，都检查过了，是合理的。收敛性测试倒是没做，请问这个怎么做呢