CITATIONS
READS
2 authors, including:
|
 |
69 PUBLICATIONS 176 CITATIONS
Some of the authors of this publication are also working on these related projects:
Вопросы образования: философия, информатизация, смешанное и дистанционное обучение View project
Особенности распространения света в сложных анизотропных среда, метаматериалах View project
All content following this page was uploaded by Vladimir Galynsky on 07 January 2020.
The user has requested enhancement of the downloaded file.
Сингулярные поверхностные электромагнитные волны на границах анизотропных сред и "левых" мета-материалов
Галынский Владимир Михайлович Белорусский государственный университет Фурс Александр Николаевич к.ф-м.н vladimir.galynsky@tut.by
Поверхностные поляритоны, представляющие собой электромагнитные возбуждения, локализованные вблизи границы раздела сред, можно условно разделить на два класса. К первому классу относятся хорошо ис- следованные поверхностные волны на границе изотропных сред с разными знаками диэлектрических проница- емостей и сильной частотной дисперсией. Сравнительно недавно был теоретически предсказан другой класс поверхностных поляритонов [1, 2], возникающих вследствие анизотропии пограничных материалов, и назван- ных сингулярными поверхностными волнами. В отличие от поверхностных поляритонов первого типа, сингу- лярные поверхностные поляритоны могут распространяться вдоль границ раздела сред с положительно опреде- ленными тензорами диэлектрических проницаемостей. Возбуждение таких поверхностных волн возможно лишь вдоль некоторых направлений, совокупность которых образует секторы в плоскости раздела сред.
Недавно были экспериментально созданы мета-материалы с отрицательными показателями преломления в микроволновом диапазоне [3], называемые «левыми» материалами. Напряженности электрического и магнит- ного полей и волновой вектор в «левых» средах образуют левую тройку, в то время как в средах с положитель- ным показателем преломления («правых» средах) – правую тройку. Как оказалось, на границах раздела изо- тропных «левых» и «правых» сред возможно возбуждение поверхностных поляритонов с s- и p-поляризациями. Представляет интерес исследование поверхностных поляритонов смешаного типа, возникающих ввиду как и анизотропии, так и отрицательности показателя преломления граничных сред.
В данной работе рассматриваются поверхностные поляритоны на границе «правого» одноосного кри- сталла и «левой» изотропной среды. Одноосный кристалл описывается следующим тензором обратной диэлек- трической проницаемости [4]
1 a (b a)c c, (1)
где c – единичный вектор оптической оси кристалла, а символом обозначено тензорное произведение век- торов. «Левая» среда характеризуется отрицательными диэлектрической и магнитной проницаемостями
' | '| ( '1 1 / a'), ' | '|. Рассматривается случай, когда оптическая ось кристалла лежит в плоско-
сти границы. С помощью подходов, ранее разработаных в [5], получены тензоры поверхностных импедансов, а затем выведено дисперсионное уравнение для поверхностных поляритонов:
F 0, (2)
1
F a' '
d
ab | a'|
|
(3)
|
ab ab
2 a b d
a2
| '| .
ú m
d2
Где
/(ck) – приведенная частота поверхностной волны,
d a sin 2 b cos2 , а – угол между
направлением c оптической оси и направлением распространения поверхностной волны. Из анализа дисперси- онного уравнения следует, что в зависимости от соотношений между материальными параметрами граничащих можно выделить четыре случая:
| № п/п | Значение | '| | Значение r a2b / a'2 | Существонвние поверхностных поляритонов |
| | '| 1 | r max(a,b) | + | |
| | '| 1 | r max(a,b) | – | |
| | '| 1 | r max(a,b) | – | |
| | '| 1 | r max(a,b) | + |
Для двух из них возбуждение поверхностных поляритонов невозможно ни в одном направлении в плоскости раздела сред, а в остальных – либо во всех направлениях, либо в направлениях, совокупность которых образует секторы в плоскости границы раздела (что характерно для сингулярных поверхностных поляритонов).
Список литературы
[1] Марчевский Ф. Н., Стрижевский В. Л., Стрижевский С. В. ФТТ. 1984.
Т. 26, Вып. 5. С. 1501-1503.
[2] Дьяконов М. И./ ЖЭТФ. 1988. Т. 94. Вып. 4. С. 119-123.
[3] Shelby R.A., Smith D.R., Schultz S. Science 2001. V. 292. P. 77.
[4] Федоров Ф. И. Теория гиротропии. Минск. Наука и техника, 1976
[5] Galynsky V. M., Furs A. N., Bakovsky L. M. J. Phys. A: Math. Gen. 2004. V. 37. P. 5083-5096.
View publication stats