近红外EIT共振与全介质超表面折射率传感：2014年Nature Communication复现论文
案例
# 复现“全介质超表面的电磁诱导透明模拟”：从原理到FDTD仿真实践
最近在研究超表面相关内容时，对2014年发表于*Nature Communication*的“All - dielectric m
etasurface analogue of electromagnetically induced transparency”一文产生了浓厚兴趣，遂决定
尝试复现其中关于近红外全介质硅超表面的研究。
## 一、原理：近红外EIT共振与电磁诱导透明共振
该论文聚焦于近红外全介质硅超表面模型，采用环形和矩形纳米棒结构，通过巧妙地使暗模式与亮
模式耦合，实现了EIT（电磁诱导透明）共振效应。通俗来讲，就好像在原本不透明的“屏障”中，通过特定结
构设计，打开了一扇透明的“窗口”，在透射谱的中心谷位置出现一个透射峰。这一效应在光传感等领域有
着潜在的应用价值。
## 二、结构尺寸参数与折射率传感
论文定义了结构尺寸参数delta，通过计算透射峰随delta参数的变化，来研究结构对共振峰的影响
。同时，不同环境折射率下，EIT共振峰的平移现象被关注，以此实现环境折射率传感。这就好比是给超表
面装上了一个“敏感的眼睛”，能够感知周围环境折射率的变化。
## 三、案例内容与FDTD仿真实现
### （一）建模与单元结构仿真
我们利用FDTD（有限时域差分法）来进行建模与单元结构仿真。在FDTD Solutions软件中，搭建硅超
表面的模型，设置环形和矩形纳米棒结构参数。以Python为例，虽然FDTD Solutions有自己的脚本语言，但
我们可以借助Python来辅助处理一些数据，比如定义结构参数：
```python
delta = 100 # 这里假设先设置一个delta值，实际中可能需要根据扫描需求变化
ring_radius = 200
rectangle_length = 300
rectangle_width = 150
```
这些参数将被输入到FDTD模型中，来确定超表面的具体形状和尺寸。
### （二）共振电场仿真与局域场增强
为了观察EIT超表面的共振电场仿真以及局域场增强的效果，我们在FDTD模型中设置场监视器。通
过仿真结果可以直观看到，在共振时，电场在特定区域增强。以下是FDTD脚本中设置电场监视器的一段示
例（简化版）：
```matlab
% 创建电场监视器
