Поглинання електромагнітних хвиль при резонансі плазмонів в періодичних структурах і в тонкій плівці металу при призмовому збудженні

Abstract

Використовуючи метод зв’язаних хвиль, проаналізовано поглинання електромагнітних хвиль в системі ґратка - металічна підкладка, причому ґратка може бути як діелектричною, так і металічною. Встановлено, що на певній довжині хвилі можна досягнути резонансу плазмонів, що приводить до повного поглинання електромагнітної енергії в системі. Для порівняння проведено дослідження резонансу плазмонів в тонкій металічній плівці срібла, збудження яких здійснюється призмою. Встановлено, що тут також при певних умовах можна досягнути повного поглинання, причому в області резонансу спостерігається сильна залежність від кута падіння на металічну плівку. Показано, що для двох методів збудження плазмонів в області резонансу спостерігаються практично ідентичні залежності відбивання від показника заломлення середовища, з яким безпосередньо контактують ґратки та тонка плівка металу, причому зміна показника заломлення на 0,001 призводить до зміни коефіцієнта відбивання від нуля до 0,8.

Используя метод связанных волн, проанализировано поглощение электромагнитных волн в системе решетка - металлическая подложка, при этом решетка может быть как диэлектрической, так и металлической. Установлено, что на определенной длине волны можно получить резонанс плазмонов, что обеспечивает полное поглощение электромагнитной энергии в системе. Для сравнения приведены результаты исследований резонанса плазмонов в тонкой пленке серебра, возбуждение которых осуществляется с помощью призмы. Выявлено, что здесь также при определенных условиях возможно достигнуть полного поглощения, причем в области резонанса наблюдается сильная зависимость от угла падения волны на пленку. Показано, что для обоих методов возбуждения плазмонов в области резонанса наблюдаются практически одинаковые зависимости коэффициента отражения от показателя преломления среды, с которой непосредственно контактируют решетка или тонкая пленка металла, при этом изменения показателя преломления на 0,001 вызывает увеличение коэффициента отражения от нуля до 0,8.

Using the coupled wave method an absorption of electromagnetic waves in a grating-metallic substrate system has been analyzed, at that a grating can be both dielectric and metallic. It is proved that at certain wavelength resonance of plasmons can be achieved. That results in completed absorption of electromagnetic wave by system. For comparison the research of plasmons resonance excited by a prism into thin silver film has been carried out. It is ascertained that here on certain conditions completed absorption can be attained, too, at that within resonance range a strong dependence on incidence angle at metallic film has been observed. It is shown that for both methods of plasmons excitement whithin resonance range the identical dependences of reflectance on refractive index of medium, which contacts directly with gratings and thin metallic film, has been observed, at that the refractive index change by 0,001 leads to the reflection coefficient change from zero to 0,8.