Propagation de la lumière dans un guide d'onde cylindrique avec une fonction dielectrique métallique complexe

Motivés par des problèmes de microscopie optique à proximité par scan, nous discutons de la propagation de la lumière dans des guides d'onde diélectriques circulaires avec un revêtement en aluminium fini. Afin de comprendre l'origine des différentes solutions, les modes optiques sont d'abord étudiés pour le guide d'onde diélectrique avec un revêtement en aluminium infini et pour le cylindre en aluminium. Pour l'aluminium, une loi de dispersion de plasma est supposée, menant à des constantes diélectriques complexes avec des parties réelles négatives et à des constantes de propagation généralement complexes. La dépendance de la dispersion sur la géométrie et sur la fréquence est discutée pour les divers types de modes. Nous trouvons que l'existence de la plupart des modes est limitée à certaines fréquences et géométries, c'est-à-dire que les solutions ont une coupure dans le plan des constantes de propagation complexes. Contrairement à la théorie des guides d'onde diélectriques, où la coupure décrit la transition brusque des modes propagateurs aux modes évanescent, aucune autre solution n'est générée lorsque la coupure d'un mode est atteinte. Les modes de surface et d'autres types de modes, tels que les modes guidés ou en volume, peuvent soit se coupler entre eux, soit se transformer les uns en les autres.