当反射与透射振幅系数超过 unity：消逝波、共振与光学模式

在线性光学系统中传播谐波反射与透射的讨论已在文献中广泛进行，且被普遍理解。在仅涉及传播波的被动系统中，能量守恒约束了可测量量如反射率与透射率，以及相应的振幅系数。然而，当消逝波或阻尼波存在时，场振幅的反射与透射系数可能表现出非典型行为，其实部或虚部可能远大于 1 甚至无界。在本研究中，我们分析了几种简单光学配置中的这一现象，包括介电-金属界面、表面等离子体共振棱镜耦合、等离子体微腔、阶梯折射率 slab 波导以及棱镜耦合波导。我们证明，这些大的振幅系数自然源于将反射与透射系数扩展到消逝波或阻尼波。另一方面，它们并不直接与可测量的反射率或透射率相关，因此不与能量守恒冲突。相反，它们为等离子体与介电光学系统中的共振场增强、模态激发与耦合过程提供了有用的形式描述。