Haku

Optical beam shifts in slabs of epsilon-near-zero materials

QR-koodi

Optical beam shifts in slabs of epsilon-near-zero materials

Goos–Hänchen- ja Imbert–Fedorov-siirtymät ovat tunnetuimpia Snellin laista poikkeavia ilmiöitä. Edellä mainittuja ilmiöitä on tutkittu monissa erilaisissa materiaaleissa, mutta eräitä vähemmän tutkittuja materiaaleja ovat epsilon-near-zero-materiaalit (ENZ-materiaalit), joiden dielektrisen vakion reaaliosa menee tietyillä valon aallonpituuksilla nollaan. Tässä työssä esitetään läpikotainen teoria Goos–Hänchen- ja Imbert–Fedorov-siirtymille dielektrisessä materiaalissa. Työssä esitetään teoria valon kulmaspektriesitykselle, jota hyödynnetään valonsäteen massakeskipisteen laskemiseen. Työssä tutkitaan Goos–Hänchen- ja Imbert–Fedorov-siirtymiä gaussiselle valonsäteelle, joka heijastuu ENZ-materiaalin pinnalta. Työssä selvitetään, miten ENZ-materiaali vaikuttaa Goos–Hänchen- ja Imbert–Fedorov-siirtymiin, kun heijastuvan valon taajuus on lähellä ENZ-materiaalille ominaista plasmataajuutta. Työn tulokset ennustavat, että ENZ-materiaaleissa on huomattava avaruudellinen Goos–Hänchensiirtymä, joka saavuttaa maksiminsa silloin, kun heijastuvan valon kulmataajuus on kaksinkertainen ENZ-materiaalin plasmataajuuteen verrattuna. Huomattava asia oli, että avaruudelliset Goos–Hänchen-siirtymät ovat p-polarisaatiolle huomattavan paljon suurempia kuin s-polarisaatiolle. Kulmallinen Goos–Hänchen-siirtymä erosi suuresti tavallisesta eristemateriaalista, kuten lasista. Yleisesti p-polarisoituneen valon kulmalliset Goos–Hänchen-siirtymät divergoituvat silloin, kun valon tulokulma on sama kuin Brewsterin kulma. Silloin kun valo heijastuu ENZ-materiaalista, siirtymät pysyvät äärellisinä, koska ENZ-materiaalin tapauksessa p-polarisoituneen valon heijastumiskertoimeen jää pieni imaginääriosa reaaliosan mennessä nollaan. Lasin tapauksessa Fresnelin heijastumiskertoimet ovat optisilla aallonpituuksilla puhtaasti reaalisia, mikä aiheuttaa Brewsterin kulmassa siirtymien divergoitumisen. Imbert–Fedorov-siirtymille tulokset olivat yhteneviä tavallisille eristemateriaaleille.

Tallennettuna: