Современная электроника №7/2026

СТРАНИЦЫ ИСТОРИИ 46 WWW.CTA.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 7 / 2026 вектора света в кварце больше, чем у света той же частоты в воздухе. Изме- няя угол падения света внутри при- змы, можно было изменять эту состав- ляющую и добиться её совпадения с волновым вектором поверхностной плазменной моды. Кречман и Раэтер показали, что при использованном ими кварце такое возбуждение ста- новится возможным при углах полно- го внутреннего отражения больших, чем примерно 43°. Дисперсионная диаграмма, приведённая авторами, наглядно показывает, что таким спо- собом можно возбудить неизлучаю- щую моду на границе Ag/воздух, тогда как мода на границе Ag/кварц светом в данной геометрии не возбуждается. Однако эксперимент на этом не заканчивался. Возбуждённая на гра- нице Ag/воздух неизлучающая поверх- ностная мода сама по себе не мог- ла свободно превратиться в фотон. Здесь снова стали играть роль реаль- ные микронеровности металличе- ской поверхности. Её пространствен- ные компоненты изменяли волновой вектор плазмона, переводя часть воз- буждения в область, где становилось возможным излучение света. Таким образом, в одном эксперименте ока- зались объединены два механизма, которые до этого рассматривались в значительной степени раздельно: призма обеспечивала возбуждение светом неизлучающего поверхност- ного плазмона, а микронеровности поверхности обеспечивали его после- дующее превращение в регистрируе- мое излучение. Эксперимент подтвердил именно такую картину. Снаружи призмы, со стороны воздуха, располагались моно- хроматор и фотоумножитель, которые можно было поворачивать относи- тельно нормали к поверхности сере- бряной плёнки. Это позволяло одно- временно исследовать спектральную и угловую зависимости возникающего излучения. При p-поляризации авторы обнаружили два спектральных макси- мума. Первый, около 3200 Å (320 нм), практически не зависел от угла паде- ния и наблюдался также при перпен- дикулярной поляризации. Его авторы объяснили обычным рассеянием све- та на границе серебро–кварц в обла- сти максимальной прозрачности сере- бряной плёнки. На рис. 9 показана спектральная зависимость интенсивности излу- чения, регистрируемого со стороны воздуха, для различных углов паде- ния света. Сплошные кривые соответ- ствуют p -поляризации, пунктирная – s -поляризации. Первый максимум около 320 нм (≈3200 Å) практически не изменяет своего положения при изменении угла и наблюдается при обеих поляризациях; он связан с рас- сеянием света на границе Ag/кварц в области максимальной прозрачно- сти серебряной плёнки. Второй мак- симум (SPO) наблюдается только при p -поляризации. При изменении угла падения его положение смещается по спектру в соответствии с диспер- сионным соотношением неизлучаю- щей поверхностной моды на границе Ag/воздух. Особенно интересно, что Кречман и Раэтер прямо сопоставили свой экс- перимент с опубликованной в том же году работой Андреаса Отто. Они отме- тили, что измерения Отто аналогич- ны регистрации плазморезонансного поглощения, тогда как их собственный эксперимент соответствует регистра- ции плазморезонансного излучения. Тем самым к концу 1968 года появи- лись два взаимодополняющих экспе- риментальных подхода, использую- щих полное внутреннее отражение в призме для оптического возбуждения неизлучающих поверхностных плаз- менных мод. Эта работа особенно важна для дальнейшей истории SPR. В преды- дущих экспериментах решётка или случайные микронеровности поверх- ности обеспечивали недостающий волновой вектор. Теперь было экспе- риментально показано, что эту зада- чу можно решить чисто оптическим способом: с помощью призмы и пол- ного внутреннего отражения. Имен- но этот принцип вскоре стал основой широко используемой призменной схемы возбуждения поверхностных плазмонов. В 1969 году Э. Экономоу (E.N. Eco­ nomou) опубликовал работу «Surface Plasmons in Thin Films», в которой последовательно рассмотрел поверх- ностные плазменные колебания (SPO) на границе металл–диэлектрик и в системах из нескольких метал- лических и диэлектрических слоёв. В отличие от ранних работ Ритчи и Феррелла, основанных на электроста- тическом приближении, Экономоу использовал полную систему уравне- ний Максвелла и тем самым непосред- ственно учёл эффекты запаздывания (ретардации). Именно влияние ретар- дации на дисперсию поверхностных мод было одной из центральных задач этой работы [23]. Особенно важным для дальнейше- го развития плазмоники оказался ана- лиз тонкой металлической плёнки, ограниченной диэлектриками с двух сторон. Поверхностные колебания на двух границах такой плёнки уже нель- зя рассматривать независимо; они вза- имодействуют и образуют две ветви: симметричную и антисимметричную. Чем тоньше плёнка, тем сильнее вза- имодействие между её поверхностя- ми и тем заметнее различаются эти ветви. Для достаточно толстой плёнки поверхности практически перестают Рис. 8. Упрощённая схема возбуждения поверхностных плазменных колебаний в геометрии Кречмана–Раэтера