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黄成平副教授课题组在Scientific Reports发表论文
阅读次数:2930 添加时间:2015/3/20 发布: 管理员

Enhancing spoof surface-plasmons with gradient metasurfaces

L.B. Kong, C.P. Huang*, C.H. Du, P.K. Liu*, and X.G. Yin

Scientific Reports 2015, 5, 8772.

链接:http://www.nature.com/srep/2015/150305/srep08772/full/srep08772.html

    金属表面等离激元(SPP)与相对论电子的相互作用可导致能量在两者之间的转移。但这种耦合效应却受到SPP较小的法向作用距离和较弱的切向电场的限制。此外,相对论电子受SPP电场力的作用将导致电子与场之间的纵向速度失配(电子在纵向被交替地加速和减速),因而耦合效率极低且随作用距离振荡。与北京大学合作,我们共同提出利用梯度的、亚波长的超构表面材料来增强场与电子的耦合作用。超构表面材料能够支持一种特殊的电磁表面模—伪表面等离激元(SSP),它具有较小的相速度(对应较大的折射率)和较大的切向电场。这提供了一个独特的类真空环境,其中电子的运动速度能够与电磁速度相当,而且两者通过切向电场可发生强烈的耦合。我们利用动力学耦合方程研究表明,利用梯度的超构表面可以调控SSP的相速度,实现SSP与相对论电子的准速度匹配(即实现两者的同步减速)。这样,相对论电子的能量能够被持续、有效地抽取,从而实现太赫兹波段SSP的高效增长或放大。上述效应已经被PIC模拟所证实。该结果对研制微型、高效的太赫兹波源具有潜在的应用价值。

        


本文共分 1


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