پیدا کردن رابطه پاشندگی پولاریتون پلاسمون سطحی در سطح مشترک بین یک محیط پلاسمونی و یک محیط دوشکستی

در این مقاله، شرط تحریک پلاسمون سطحی و نیز رابطه پاشندگی پولاریتون پلاسمون سطحی در سطح مشترک بین یک محیط پلاسمونی همسانگرد و یک محیط دوشکستی در مُد میدان مغناطیسی عرضی (tm) مَد نظر قرار می‌گیرد. برای سادگی کار فرض می‌شود که یکی از محورهای اپتیکی اصلی محیط دوشکستی در سطح مشترک واقع باشد و محورهای دیگر به اندازه زاویه دلخواه θ حول این محور چرخیده باشند. برای به دست آوردن روابط از معادلات ماکسول استفاده می‌گردد. معلوم می‌شود که شرط برانگیزش پلاسمون سطحی و رابطه پاشندگی هر دو به زاویه θ بستگی دارند و رابطه پاشندگی دارای تابعیت خطی نسبت به فرکانس و عدد موج است. شیب رابطه پاشندگی به خواص اپتیکی و نیز جهت‌گیری محورهای نوری وابسته می‌باشد. نحوه تغییرات فرکانس پلاسمونی بر حسب θ به منفی یا مثبت بودن علامت اختلاف ثوابت دی الکتریک محورهای چرخیده بستگی دارد.

Finding the Dispersion Relation of Surface Plasmon Polariton in the Interface between a Plasmonic and a Birefringent Medium

In this paper the condition for surface plasmon excitation and also surface plasmon polariton dispersion relation between an isotropic plasmonic medium and a birefringent medium in TM is considered. For simplicity, it is supposed that one of optical axes is laid on the interface and the other two axes are rotated about it by an arbitrary angle θ. Maxwell’s equations are used to derive the relations. It is found that condition for the formation of surface plasmon and the dispersion relation are functions of θ and the dispersion relation has a linear functionality with respect to the frequency and the wavenumber. The slope of dispersion relation is dependent on the optical properties and also orientation of the principal axes. The trend of change of plasmon frequency as a function of θ is related to the positive or negative sign of dielectric constant difference of rotated principal axes.