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磁电固态等离子体球形谐振器

DOI:10.1007/s11468-018-0878-0 期刊:Plasmonics 出版年份:2018 更新时间:2025-09-23 15:21:21
摘要: 开展了适用于微波至光频范围的固态等离子体球形谐振器的电动力学研究。分析了介质尺寸与电磁特性对这些谐振器谐振频率及Q因子的影响。研究表明:若谐振器介质为各向同性,源自等离子体谐振器电动力学分析所得的超越方程亦可应用于回音壁谐振器分析(尽管二者属于完全不同类型的谐振器)。重点研究了磁等离子体与电等离子体谐振器的Q因子特性及其理论与实际极限值。此外,还探讨了谐振器有限尺寸对谐振频率和Q因子的影响。通过微波频段实验验证了磁等离子体谐振器谐振频率与Q因子的计算结果。
作者: J. Krupka,P. Aleshkevych,B. Salski,P. Kopyt,J. Hartnett
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研究概述 实验方案 设备清单

对电型和磁型等离子体谐振器(PRs)以及回音壁模式(WGM)介质谐振器的Q因子进行综合研究,采用统一的电动力学理论来阐明Q因子如何受到介质损耗和辐射损耗的限制。此外,还考虑了谐振器有限尺寸对谐振频率和Q因子的影响。

研究表明,通过统一的电动力学分析可以严格确定球形光子晶体和回音壁模式谐振器的基本特性。品质因数受不同类型损耗的限制,具体取决于谐振器类型和尺寸。对于光子晶体,辐射损耗随频率和尺寸变化;而对于回音壁模式谐振器,当模式阶数足够大时,介电损耗占主导地位。

准静态理论无法确定等离子体谐振器的Q因子,且对较大样品不适用。Q因子受介质损耗和辐射损耗的限制,对于极小样品,表面粗糙度也会限制Q因子。

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