Збудження поверхневих електромагнітних хвиль зарядженою частинкою

 

І. Ю. Голіней

 

Інститут ядерних досліджень НАН України, Київ, Україна

 

Поверхневі електромагнітні хвилі існують на границі періодичного середовища й середовища завдяки тому, що електромагнітна хвиля не може проникнути в середовище при виконанні умови Вульфа-Брегга.  Умовою існування поверхневих хвиль є можливість зшивки двох еванесцентних розв’язків рівнянь Максвелла, що затухають по обидва боки поверхні завдяки повному внутрішньому відбиттю та ефекту Брегга.   

  Поверхневі електромагнітні хвилі, як і поверхневі плазмони, не можна збудити плоскою зовнішньою світловою хвилею, проте їх можна збудити об’єктом, що створює неоднорідне поле.

У доповіді представлені результати теоретичних досліджень можливості збудження поверхневих хвиль полем зарядженої частинки, що пролітає через багатошарову структуру. Індикатором збудження хвиль служить випромінювання з поверхні структури через призму в конфігурації Кретчмана.

Розраховано інтенсивності випромінювання s-  та p-поляризованих хвиль. Проаналізовано залежності спектрів випромінювання від параметрів багатошарової структури, кількості шарів, та кута, під яким частинка перетинає багатошарову структуру й та кута, під яким реєструється випромінювання.

У складному спектрі перехідного випромінювання частинки, що проходить через багатошарову структуру, випромінювання, яке відповідає поверхневим хвилям, можна виділити за резонансною частотою, інтенсивністю та поляризацією. Інтенсивність збудження поверхневих хвиль особливо зростає в умовах, коли хоча б одне з діелектричних середовищ є черенковським.

 Проаналізовано теоретичний випадок нескінченної кількості шарів,  в якому поверхневі електромагнітні хвилі проявляються в чистому вигляді. Проте цей випадок фізично нереальний через гальмування зарядженої частинки в середовищі.