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PT 石墨烯等离子体的无损传输

光学 2026-03-24 v1

摘要

石墨烯支持具有极端场约束和电可调性的表面等离子子极化子(SPPs),但这些波通常因片内的欧姆损耗而寿命较短。我们表明,将石墨烯嵌入活性介质可抵消这种损耗,并推导了基于增益辅助等离子体和等离子体放大概念的闭式设计规则。具体而言,从导电薄膜的完整麦克斯韦模型中,我们获得:(i) 实现等离子体无损传输所需的精确增益;(ii) 标记 PT 对称阈值、异常点分离 propagating 与 forbidden SPP regimes 的第二个临界增益。公式直接以石墨烯的复导电率和周围介质为表达式,便于评估和实现。我们通过 COMSOL 的全波本征模计算验证了理论,显示有无增益时我们构件的等离子体结构的色散和衰减/放大趋势,为工程长程、可调、无损石墨烯等离子体提供了实际途径,并映射/定位非厄米特运营相位以用于单层和双层石墨烯表面的器件设计。

关键词

引用

@article{arxiv.2603.21274,
  title  = {Lossless propagation of PT graphene plasmons},
  author = {Andrianos Sygrimis and Giorgos P. Tsironis},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2603.21274},
  year   = {2026}
}

备注

6 pages, 7 fiugres, graphene, plasmons, PT symmetry