面向平板波导、表面等离极化激元与二维材料的平面傅里叶光学
光学
2023-05-26 v2 数学物理
math.MP
摘要
近期的实验工作已表明，利用平面（或平板）波导可在单一芯片上结合衍射型与片上光子信息处理器件的优点。研究者通过类比将三维傅里叶光学的关键结果推广至二维，但平面情形下的严格推导一直缺失。本文发展了此类论证，表明在满足所涉器件工作速率的某些温和条件下，三维中熟知的衍射公式可推广至二维。给出了二维中瑞利-索末菲衍射（RS）公式的等价形式，并证明了其有效性的一个辐射条件。证明了第一个二维RS公式与角谱表述的等价性。最后，从RS表述与角谱表述出发推导了菲涅耳近似。除服务于平板波导研究者外，本通讯还为任何涉及二维衍射领域的研究者提供了分析工具，包括表面等离极化激元、表面波、含线源或相应对称性的三维衍射，以及二维材料的光学、声学与晶体学性质。
引用
@article{arxiv.2303.08543,
title = {Planar Fourier Optics for Slab Waveguides, Surface Plasmon Polaritons and 2D Materials},
author = {Benjamin Wetherfield and Timothy D. Wilkinson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.08543},
year = {2023}
}
备注
13 pages, 2 figures. v2: updated arxiv ref for cited preprint, style changes, added acknowledgment