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[IEEE 2018年第20届透明光学网络国际会议(ICTON) - 布加勒斯特(2018年7月1日-2018年7月5日)] 2018年第20届透明光学网络国际会议(ICTON) - 远红外波段Tamm极化激元与腔模

DOI：10.1109/ICTON.2018.8473813 出版年份：2018 更新时间：2025-09-23 06:30:47
摘要： 塔姆极化激元（TPs）形成于两个半无限周期介电结构（布拉格反射镜）或其他反射体之间的界面处。与常规表面极化激元不同，尽管其振幅也随与界面距离的增加呈指数衰减（这是倏逝波的典型特征），但塔姆极化激元存在于"光锥"内部。它们与构成界面的材料或结构中的元激发（如金属等离子体激元或半导体激子）发生耦合。本文讨论了在远红外（FIR）光谱范围内、极性半导体（如砷化镓）光学声子剩余射线带中，以布拉格反射镜（BR）作为第二反射体时塔姆极化激元的形成过程。针对砷化镓-布拉格反射镜界面以及两反射体之间存在间隙的结构，我们分析了其色散关系和塔姆极化激元的存在频率窗口。
作者： Jorge Silva，Mikhail Vasilevskiy
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研究概述 实验方案

研究目的

将塔姆极化激元的概念拓展至远红外光谱范围，并寻找极性半导体（如砷化镓）与适合该频段的布拉格反射镜界面处的态，讨论其色散关系及存在的频率窗口。

研究成果

塔姆极化激元可在电磁场限制源于半导体（如砷化镓）剩余射线带中极性光学声子的结构中形成。对于无间隙结构（δ=0），其色散关系近似为具有正有效质量的抛物线形，与先前研究结果相似。虽然塔姆态已在近红外区被观测到，但计算表明利用极性半导体作为声子镜还可在远红外区寻找该态，这为进一步实验探索提供了可能。

研究不足

该研究为理论性研究，未涉及实验验证。其局限性包括：部分计算中假设镜子为完美镜面、为简化问题而忽略阻尼效应（设为零值）、以及所选材料（砷化镓、硅、锗）的特定性可能无法涵盖所有场景。其适用范围仅限于远红外波段及极性半导体的剩余射线带。

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