Excitation of Josephson plasma waves in a layered high-temperature superconductor slab embedded in a high refractive index dielectric

Анотація

Теоретично досліджено нелокальний оптичний відгук пластини шаруватого високотемпературного надпровідника, який вбудовано у діелектричне середовище. Передбачається, що шари всередині високотемпературного надпровідника паралельні поверхням пластини. Розраховано оптичні спектри для p-поляризації. Для розрахунків використано усереднений тензор діелектричної проникності, який залежить як від частоти, так і від хвильового вектора електромагнітної хвилі. Внаслідок додатково генеруються електромагнітні моди з частотою трохи вище характерної джозефсонівської плазмової частоти, що належить терагерцовому діапазону. Показано, що для p-поляризації спектр відбиття пластини надпровідника Bi₂Sr₂CaCu₂O_8+δ (Bi2212), вбудованого в діелектрик з високим показником заломлення, демонструє сильне порушення повного внутрішнього відбиття. При дуже малій товщині пластини надпровідника резонанси в оптичних спектрах схожі з резонансами Фабрі–Перо для короткохвильових електромагнітних мод. Навпаки, довгохвильові електромагнітні моди, які мають аномальне дисперсійне співвідношення, збуджуються при відносно великій товщині пластини та проявляються у вигляді сильних резонансів в спектрах як поглинання, так і пропускання, та пригнічують дзеркальну відбивну здатність.