Proceso de formacion de excitaciones colectivas en superredes 1D con metamateriales transparentes a partir del acoplamiento de polaritones superciales de tipo plasmonico

GUILLERMO P. ORTIZ; MARIANA ZELLER; CUEVAS, MAURO; RICARDO DEPINE

Congreso; 105 Reunion AFA; 2020

En este trabajo investigamos teoricamente la estructura de bandas fotonicas de superredes unidimensionalesbinarias compuestas de un material dielectrico convencional, transparente, no-magnetico y conndice de refraccion positivo y por un metamaterial tambien transparente, pero con ndice de refraccionnegativo, caracterizado por valores de permeabilidad electrica y permitividad magnetica reales y simultaneamente negativas. Para obtener las curvas de dispersion, se supone que las permitividades y laspermeabilidades son constantes, independientes de la frecuencia, en todas las capas.Tal como se obtuvo en la referencia [1] para el caso de capas con metamateriales no transparentes,con ndice de refraccion puramente imaginario, en este trabajo mostramos que en el caso de materialestransparentes, la formacion de las bandas debajo o entre las lneas de luz de los materiales constitutivos,tambien se puede entender como producto de la interaccion entre modos superciales, localizados enlas fronteras entre dos capas adyacentes.Para ilustrar el proceso de formacion de bandas se parte del caso de una sola capa de metamaterialrodeada por medios semiinnitos y luego se va construyendo un medio periodico con el agregado decapas equiespaciadas. Dado que la estructura resulta periodica en una direccion, a medida que aumentael numero de capas la forma de los campos tiende a la de los modos de Floquet-Bloch.Tanto las caractersticas fsicas de los modos colectivos como el mecanismo de formacion de una ondasupercial en la supercie de separacion entre un semiespacio homogeneo y la superred (onda de Tamm[2]), se ilustran empleando dos formalismos teoricos complementarios que corresponden a situacionescon y sin onda incidente. Como los modos colectivos no se acoplan directamente con un foton, suexcitacion requiere conguraciones especiales. En este trabajo empleamos reexion total frustrada enla conguracion de Otto. El problema con onda incidente nos permite obtener informacion adicional,no contenida en el problema de modos, como por ejemplo la distancia optima para sintonizar los modosde supercie. Esta informacion podra ser relevante para el dise~no de escenarios experimentales basadosen la aplicacion de los modos colectivos.