【摘要】：例如金属铝在0.5 THz处的介电常数为ε=ε′+iε″=-3.3×104+i1.28×106。在0.5 THz处,电磁波的传播长度约为244 m,而垂直于传播方向上的衰减长度为15.3 cm,所以,Zenneck表面波的电磁场损耗小但局域性较弱。2004年,Pendry等证明了限制在周期结构金属表面上的表面波在低频段的色散曲线可类比在光频率上的SPPs。下面,我们通过一维周期褶皱金属表面结构验证SSPPs的存在。
在低频段(微波和THz),平坦的金属表面也支持表面电磁模式(称为Zenneck表面波)。根据Drude模型[式(1-5)],金属的介电常数εm可以求得:
当入射电磁波的频率远远大于阻尼系数,即ω≫γ时,阻尼系数可以忽略,因此金属的介电常数可以近似为纯实数:
在太赫兹频率范围内,ω＜γ,阻尼系数对于入射频率不能忽略,金属的介电常数具有很大的虚部,则
根据式(1-12),假设介质的介电常数为εd,则有
令(www.xing528.com)
则Zenneck表面波的传播长度为
介质与金属的衰减长度为
从式(1-24)和式(1-25)可以看出,在金属介质表面,THz波段SPPs的传播波矢近似于介质中的传播波矢。在自由空间中,Zenneck表面波的电磁场可以扩展到很长的距离。例如金属铝在0.5 THz处的介电常数为ε=ε′+iε″=-3.3×104+i1.28×106。在0.5 THz处,电磁波(Zenneck表面波)的传播长度约为244 m,而垂直于传播方向上的衰减长度为15.3 cm,所以,Zenneck表面波的电磁场损耗小但局域性较弱。
2004年,Pendry等证明了限制在周期结构金属表面上的表面波在低频段的色散曲线可类比在光频率上的SPPs。下面,我们通过一维周期褶皱金属表面结构验证SSPPs的存在。
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