Spectral properties of nonlinear surface polaritons of mid IR range in a «semiconductor–layered metamaterial» structure
Спектральные свойства нелинейных поверхностных поляритонов среднего ИК-диапазона в структуре «полупроводник–слоистый метаматериал»

I.S. Panyaev, D.G. Sannikov
2017 Computer Optics  
Аннотация Рассмотрены спектральные свойства поверхностных TM-волн (поляритонов) в направляющей структуре на основе узкозонного полупроводника (n-InSb) и слоистой нанокомпозитной среды (метаматериала) в среднем ИК-диапазоне (5÷20 мкм). Метаматериал обладает слабой гиротропией и содержит намагниченные до насыщения слои висмут-содержащего феррит-граната (BLIG, Lu3-xBixFe5-yGayO12) и галлий-гадолиниевого граната (GGG, Gd3Ga5O12). Решения дисперсионных уравнений исследованы для случаев линейного и
more » ... учаев линейного и нелинейного откликов полупроводника. Для аналитического описания нелинейного отклика структуры использованы «одноосное» (продольное) и «двуосное» описания, получены дисперсионные спектры для константы распространения, полевые и энергетические характеристики поляритонов и проведен их сравнительный анализ. Найдены области появления солитоноподобных волновых полей поверхностных поляритонов в каждом из использованных методов описания системы. Показано, что «одноосная» модель может стать непригодной для построения полей и потоков электромагнитной энергии в структурах на основе сред с кубической нелинейностью. Ключевые слова: поверхностные поляритоны, нелинейность, слоистый метаматериал, полупроводник, диэлектрическая проницаемость. Цитирование: Паняев, И.С. Спектральные свойства нелинейных поверхностных поляритонов среднего ИК-диапазона в структуре «полупроводник -слоистый метаматериал» / И.С. Паняев, Д.Г. Санников // Компьютерная оптика.
doi:10.18287/2412-6179-2017-41-2-183-191 fatcat:7cxpwouptbevxjsnrfkztmquwy