Оптимизация параметров бинарных фазовых аксиконов для генерации терагерцовых закрученных поверхностных плазмон-поляритонов на цилиндрических проводниках

Abstract

Рассмотрена возможность генерации поверхностных плазмон-поляритонов с орбитальным угловым моментом («закрученных плазмонов») на цилиндрических проводниках дифракционным методом ("end-fire coupling technique") в спектральном диапазоне от 8,5 до 141 мкм (~2 – 40 ТГц). Торец цилиндра освещается Бесселевыми пучками, сформированными с помощью бинарных спиральных фазовых аксиконов, или кольцевыми закрученными пучками, сформированными в фокальной плоскости дополнительной линзы. Построены графики, определяющие связь между параметрами волновода (диаметр проводника, равный диаметру освещающего пучка, и угол «закрутки» плазмона) и параметрами аксикона (отношение периода аксикона к длине волны излучения) для указанных выше длин волн и топологических зарядов пучков от 1 до 9. Полученные результаты свидетельствуют о возможности проведения в длинноволновом диапазоне экспериментов по моделированию плазмонного мультиплексного канала связи.

The feasibility of generating surface plasmon polaritons carrying orbital angular momentum ("vortex plasmons") on cylindrical conductors by an end-fire coupling technique in the spectral range from 8.5 to 141 μm (~ 2-40 THz) is considered. The front face of the cylinder is illuminated by Bessel beams formed using binary spiral phase axicons, or annual vortex beams formed in the focal plane of an additional lens. Graphs are constructed that reveal the relationship between the waveguide parameters (conductor diameter, which is equal to the diameter of the illuminating beam, and the “twist” angle of the plasmon) and the axicon parameters (the ratio of the axicon period to the radiation wavelength) for the above wavelengths and topological charges of the beams ranging from 1 to 9. The results obtained indicate the possibility of conducting experiments in the long-wavelength range for modeling a plasmon multiplex communication channel.