来源：IRMMW-THz2007

作者：M. Martl, J. Darmo, K. Unterrainer, E. Gornik

    近年来，对与周期性金属栅相互作用的电磁辐射研究引起了人们的极大关注。这里选取与表面等离子体极化相同的耦合参数，就可以进行宽带频谱的研究。例如，对非寻常光传输线以及光子带缝的研究。通过这些课题的研究，未来的光源和探测器以及光学设备将会得到改善提高。

    有几个小组，已经将太赫兹频段的电磁波耦合到了二维的光子晶体，从而证明，与在半导体表面一样，在金属表面也存在表面等离子体极化，实验对少数几个反射进行测量后，主要是对传输进行了测量。

    对周期性金属栅的表面等离子体极化波的研究主要是在可见光的频谱内，而近来才开始在太赫兹频段内进行研究。就我们所知，现在二维光子晶体只在可见光频段内进行了研究，而这里我们要利用太赫兹时域谱仪在太赫兹频段内，对二维光子晶体的等离子体表面极化波的传输以及反射进行测量。

    表面等离子体极化波是将电磁波耦合到两种媒质，例如，从空气耦合到金或者银介质中，而耦合中的困难是，需要解决传播的自由辐射波与表面等离子体极化波的传播常数不匹配。

    栅的耦合利用了周期性阵列的散射效应。 所以耦合的表面等离子体极化波模式是

k_sp = k₀±lk_x±mk_y

    其中k₀为入射波的波矢量，k_x和k_y是相应晶格所确定的矢量，l,  m是决定模式的整数。通过对入射波的k₀的变化，谐振点将会变化，只能观测到分离的谐振频率。因此，栅只能耦合某些给定的频率。

    这里还有改进的耦合方法，就是所说的衰减全反射的方法，这种方法已在太赫兹频谱内报道过。而后来，在棱镜的散射的观察提出了新的耦合方法。这种散射的耦合方法仍然可以应用在孔的耦合上。更后来，出现了波导耦合。

    这里准备了许多不同的结构，例如，正方形，三角形，和六边形。涂有金层的砷化镓以及在金中具有小孔的砷化镓结构都用来做测量。利用太赫兹时域频谱仪对样品的传输和反射进行了研究。样品的图像以及传输和反射的测量方法如图一所示。