Поляритон

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Полярито́н (англ. polariton) — электромагнитная волна.

Полярито́н — составная квазичастица, возникающая при взаимодействии фотонов и элементарных возбуждений среды. Взаимодействие электромагнитных волн с возбуждениями среды, приводящее к их связи, становится особенно сильным, когда одновременно их частоты $ω$ и волновые векторы k совпадают (резонанс). В этой области образуются связанные волны, то есть поляритоны, которые обладают характерным законом дисперсии $ω(k)$ . Их энергия состоит частично из электромагнитной и частично из энергии собственных возбуждений среды.

Поляритоны, образующиеся в результате взаимодействия фотонов с различными возбуждениями среды — оптическими фононами, экситонами, плазмонами, магнонами и так далее, называют соответственно фононными поляритонами, экситонными поляритоными (светоэкситонами), плазменными поляритонами, магнонными поляритонами и так далее. Для описания фононных поляритонов необходимо решить уравнения колебаний кристаллической решётки совместно с уравнениями Максвелла. В простейшем случае кубического кристалла с изолированными фононным резонансом на частоте $ω 0$ решение даёт след. соотношение для дисперсии фононных поляритонов (без учёта затухания):

${\left( \frac {kc}{\omega} \right )}^{2} = \varepsilon (\omega) = \frac {\omega_L^2 - \omega^2}{\omega_0^2 - \omega^2} \varepsilon_{\infty}$ ,

где $\varepsilon$ — диэлектрическая проницаемость среды, $\varepsilon_{\infty}$ — высокочастотная (по отношению к $ω 0$ ) диэлектрическая проницаемость, $ω 0$ , $ω L$ — частоты поперечного и продольного длинноволновых оптических фононов.