「博采众议」亚波长电磁学浅谈(3)

图4.亚波长电磁学中的光波表示。
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研究内容
亚波长电磁学的主要研究内容可以根据结构形式和电磁响应特征进行分类，根据后者，其常常被分为表面等离子体激元、超材料和光子晶体等几个研究领域。如果器件的特征尺寸远小于光波、太赫兹或者微波的波长，其会与入射电磁波发生“相互”作用（这里说“相互”是因为电磁波影响微纳结构，同时微纳结构影响入射电磁波）。图5给出了亚波长电磁学研究的三个典型例子：表面等离子体激元、光子晶体和超材料。

图5.亚波长电磁学研究领域举例。
2.1 表面等离子体激元（Surface Plasmons）
表面等离子体激元有两种形式，如图6所示。一种存在于金属表面，可以沿着界面以纵波形式传播，因其在垂直于界面方向上呈指数衰减，所以可把光（电磁波）限制在亚波长尺寸空间内传播，我们称之为Surface plasmon polariton (SPP) ；另一种于材料的等离子体频率处随着入射电磁波共振，近场局域增强电磁场，我们称之为 Localized surface plasmon (LSP)。表面等离子体激元的应用如图7所示。

图6.表面等离子体激元的两种形式。