Propagación y excitación de modos electromagnéticos superficiales en medios anisótropos

• Autores: Gigli, Miriam Laura
• Año de publicación: 1996
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Depine, Ricardo Angel
• Materia: OPTICA; ELECTROMAGNETISMO; ONDAS ELECTROMAGNETICAS; ANISOTROPIA; SUPERFICIES; PLASMONES SUPERFICIALES; OPTICS; ELECTROMAGNETISM; ELECTROMAGNETIC WAVES; ANISOTROPY; SURFACES; SURFACE PLASMONS
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

En este trabajo se estudia en forma teórica la propagación y excitación de modos electromagnéticos superficiales (MES) en varias estructuras que involucran medios anisótropos. En primer lugar se trata el caso de una superficie plana em única que separa un cristal de un metal y también se analiza el caso de una lámina metálica que separa un cristal de un medio isótropo, cuando se incide desde el cristal. En una segunda etapa se estudia el caso de una interface periódicamente corrugada entre un medio anisótropo y un metal. A fin de poder realizar el análisis de este último caso, se desarrollan nuevos métodos que permiten conocer los campos y eficiencias difractadas cuando inciden ondas planas sobre dichas interfaces. Estos nuevos métodos se implementan numéricamente y se aplican al estudio de MES. En las tres situaciones mencionadas se estudia primero el scattering de ondas electromagnéticas en las interfaces y luego se lleva a cabo un estudio sistemático de la propagación de MES. Para esto se hallan los modos normales de las diferentes estructuras (es decir, las soluciones a las ecuaciones de Maxwell en ausencia de campo incidente) y luego se encuentran condiciones bajo las cuales estos modos pueden ser excitados mediante ondas planas incidentes, comprobándose que esto es posible en los tres casos considerados (aun en el caso de una única interface plana cristal-metal). Se muestra también que la excitación de MES está acompañada por una intensa absorción de potencia por el metal; en todos los casos analizados se hallan condiciones críticas sobre los parámetros del sistema para las cuales las ondas incidentes son totalmente absorbidas y se estudia la intensificación del campo electromagnético sobre la interface asociada a la excitación de MES.
In this work it is theoretically studied the propagation and excitation of electromagnetic surface modes (ESM) are theoretically studied in several structures that involve anisotropic media. First we treat the case of a {\\em single} flat interface that separates a metal from a crystal and we also analyse the case of a metalic film that separates a crystal from an isotropic medium, when incidence from the crystal. Second, we study the case of a periodically corrugated interface between an anisotropic medium and a metal. In order to perform the analysis of this later situation, we develope new methods that allows us to know the diffracted fields and efficiencies when incidence of plane waves onto those interfaces. These new methods are numerically implemented and they are applied to the study of ESM. For the three mentioned situations, it is first studied the problem of scattering of electromagnetic waves on the interfaces, and then it is performed a sistematic study of propagation of ESM. To do this we find the normal modes of the different structures (that is, the solutions of Maxwell equations without incident fields) and then we find conditions for which these modes can be excited by incident plane waves; it is verified that these excitations are possible in the three situations considered (even for a single flat crystal-metal interface ). It is also shown that the excitation of ESM is acompanied by a atrong absorption of power by the metal; in all the cases we find critical conditions on the system parameters for which the incident waves are {\\em totally} absorbed and we study the intensification of the electromagnetic field on the interface associated to the excitation of ESM.
Fil: Gigli, Miriam Laura. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.