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文档简介

极化激元1、定义：

格波、等离激元、自旋波等与电磁场的耦合振动模式的能量量子称为极化激元，是物理中的重要元激发。2、格波与电磁场的耦合模的色散关系电磁方程（麦克斯韦方程组）宏观唯象方程（黄昆方程）格波与电磁场的耦合模的色散关系设解的形式如下：将试探解代入前面的六个方程，得到：格波与电磁场的耦合模的色散关系（8）式的讨论分为两种情况：纵波与横波（1）纵波情况即LST关系（2）横波情况（2）横波情况

格波将产生晶体的极化，极化与电磁波相互作用，两种波（格波和电磁波）互相耦合出来的新的耦合模式的色散关系，存在着两个表达式，即ω+和ω-（图见P114-图3-14）。P114图3-14离子晶体中长光学横波与光子的耦合模离子晶格极化现象来自于两方面：（1）原胞中正负离子的相对位移，产生电偶极距，记作：（2）正负离子本身在外场作用下的极化，记作：参数说明参数设置如下：Ω为原胞体积；和表示正负离子位移（长波范围内看成是相同的）；α为极化率，一般极化电偶极距正比于电场；q*为有效电荷，因为电场会影响电子轨道运动，致使电荷分布（电子云）发生畸变；Eef(+)和Eef(-)表示作用于正负离子上的电场；分析固体中离子（原子）极化问题时，要考虑多方面的因素，如外界产生的电场，固体中其它离子（或原子）极化产生的电场等，故作用于离子（或原子）上的有效场不等于宏观电场。长光学波振动的原子理论是这样处理的：围绕离子（原子）做一个半径为R的足够大的球。（1）球外：离子极化影响可当做连续的极化介质，用宏观方法处理；（2）球内：离子极化产生的场与离子分布情况有关，要具体问题具体分析。球内：离子极化产生的场恰好相互抵消；球外：看成各向同性的连续介质，球面上各处极化强度一样，均为。球面的面电荷在球心处的电场为：所以作用在离子上的电场为：宏观电场退极化场黄昆方程（二）的原子理论即黄昆方程(二)式黄昆方程（一）的原子理论黄昆方程（一）的原子理论黄昆方程（一）式耗散项正负离子间的相对振动产生一定的电偶极距，从而可以和电磁疗波相互作用，引起在远红外光区域的强烈吸收。用宏观唯象方程来讨论这种光吸收现象，即从理论上简单介绍这种光吸收与复介电常数ε(ω)的关系。在离子晶体的宏观方程中引入耗散项，即：离子晶格的光学性质离子晶格的光学性质若设ε(ω)=ε′(ω)+iε′′(ω)，则离子晶格的光学性质若设ε(ω)=ε′(ω)+iε′′(ω)，则结论：(1)吸收功率∝ε′(ω);(2

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