不同材料逆古斯汉欣位移机理的对比研究

胡金兵,　陈家璧,　庄松林

(上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海　200093)



不同材料逆古斯汉欣位移机理的对比研究

胡金兵,陈家璧,庄松林

(上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海200093)

摘要：通过计算分界面附近的能流矢量曲线,对贵金属、超材料和负折射光子晶体表面的逆古斯汉欣位移的物理机制进行了研究.结果表明,虽然一定频率的入射光波在这3类材料表面反射时都能产生逆古斯汉欣位移,但逆古斯汉欣位移发生的物理机制完全不同.金属表面产生的逆古斯汉欣位移是因为TM偏振入射光诱导金属表面自由电子振荡,从而激发表面等离子体波;超材料表面产生的逆古斯汉欣位移是因为反射光束相对入射光束发生了相位突变;负折射光子晶体表面产生的逆古斯汉欣位移是光子晶体的等效负折射效应和周期性表面的综合作用,即全反射时激发了后向表面波.

关键词：逆古斯汉欣位移; 超材料; 光子晶体; 后向表面波

古斯汉欣位移是指入射光束在材料分界面发生全反射时,实际反射光束相对于几何光学预言的反射光束沿分界面的微小位移.因为最早于1947年由Goos和Hänchen[1]在实验上观察到,故称为古斯汉欣位移.对此现象,Artmann[2]解释为:由于实际入射光具有一定的空间谱宽,可看成一系列单色平面波的叠加.在经历全反射后,每个平面波分量都具有与其他分量稍微不同的相移.这些平面波分量再度合成实际反射……