貴金属半無限板による光波散乱のウィーナー•ホッフ法による解析

摘要

金や銀のような貴金属は，マイクロ波·ミリ波領域では 良導体であるが，光領域では誘電率の実部が負数になり， その虚部すなわち損失も無視できなくなる.このような 材料と波長では，ある条件が満たされるときプラズモン共 鳴吸収という独特な振舞いが出現し，種々の応用が期待さ れている.特に有限幅の薄い平板は形状の単純さの ため，電磁波散乱問題の解析対象として頻繁に考察されて きた.幅と厚さをもつ物体を正確に取り扱うためには，長 方形断面の内外における電磁界を考慮し，平板の表面にお いて境界条件が満たされるように界を決めなければならな い.しかし，平板が数波長程度の幅をもつ共振領域を考え る場合や，断面の長辺と短辺の長さが極端に異なる場合に は，数値計算は一般に繁雑となる.このため，平板が波長 に比べて極めて薄いときには，表面インピーダンスを含む 近似境界条件を採用することにより，断面内の界を扱う ことなく，解析を簡単化することが有効となる.しかしその際には，貴金属の表面に沿う長距離伝搬モード（LRSP; Long Range Surface Plasmon)と短距離伝搬モード（SRSP; Short Range Surface Plasmon)の両方を表現できる有能な 境界条件を選ばなければならない.本稿で採用する一般化 境界条件はそのひとつであり，平板の表面電流密度と表 面磁流密度，並びに電気抵抗と磁気抵抗を同時に取り入れ るものである.