极性晶体上可切换介电薄膜中类表面极化激元的 s-偏振波导模式
光学
2020-02-13 v1
摘要
表面声子极化激元（SPhP）与表面等离激元极化激元（SPP）是由负介电常数介质支持的倏逝模式，是纳米光子学的基本构件。这些模式在场增强和空间限制方面无可匹敌，并且可通过例如采用相变材料（PCMs）实现动态全光控制。然而，平面结构中表面极化激元的激发本质上仅限于 p-偏振。相反，高介电常数薄膜中的波导模式可与 p-和 s-偏振光均耦合，且在薄膜中其限制可变得与表面极化激元相当。在此我们证明，薄 GeSbTe（GST）膜中的 s-偏振波导模式具有与碳化硅（SiC）衬底的 SPhP 模式相似的色散、限制和电场增强，同时甚至拓展了允许的频率范围。此外，我们通过实验表明切换 GST 薄膜可对 SPhP 和波导模式色散实现非易失控制。我们提供了描述 GST/SiC 波导模式的分析模型，并表明我们的概念适用于整个红外光谱范围内种类繁多的极性晶体。因此，作为偏振受限表面极化激元的补充，s-偏振 PCM 波导模式构成了纳米光子应用的一个有前景的额外构件。
引用
@article{arxiv.1906.10593,
title = {Surface Polariton-Like s-Polarized Waveguide Modes in Switchable Dielectric Thin-Films on Polar Crystals},
author = {Nikolai Christian Passler and Andreas Heßler and Matthias Wuttig and Thomas Taubner and Alexander Paarmann},
journal= {arXiv preprint arXiv:1906.10593},
year = {2020}
}