等离子体超表面的有效表面电导率：从远场表征到表面波分析

超表面通过设计基本单元或元原子的光学性质，在控制近场和远场方面具有巨大潜力。这一前景为在纳米尺度及光子学应用中高效操控光信号开辟了途径。本文中我们表明，利用有效表面电导率张量，可以明确描述各向异性超表面在远场与近场区域的光学性质。我们首先通过对比分析由椭圆金纳米颗粒构成的超表面的实验与数值反射光谱，提取有效表面电导率张量。随后将恢复的电导率与不计入及计入偶极相互作用的离散偶极模型所得的半解析参数进行交叉验证。所得有效参数进一步用于局域于该超表面的表面等离激元的色散分析。有效介质模型预测在宽光学频率范围内存在TE与TM偏振等离激元，并以可接受的精度描述其色散特性，特别是从椭圆到双曲机制的拓扑转变。所述分析提供了一种简单实用的方法，通过从便捷的远场表征提取有效参数来描述超表面（包括近场区超表面）的性质。