Solución numérica de la relación de dispersión en sistemas metafotónicos multicapa
Date
2025-07-07
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Publisher
Benemérita Universidad Autónoma de Puebla
Abstract
"La presente investigación aborda el estudio de sistemas metafotónicos multicapa, metamateriales constituidos por películas delgadas de materiales dieléctricos, metálicos o combinaciones de ambos, capaces de exhibir respuestas ópticas complejas no presentes en materiales naturales. Mediante la modulación de la interferencia de ondas propagativas y contra-propagativas, estas estructuras permiten controlar la direccionalidad, intensidad y fase de la luz en un rango espectral determinado. Para caracterizar su dinámica de propagación, las condiciones de resonancia y los regímenes de confinamiento, se analiza la relación de dispersión del sistema, identificando los modos propios en función de la frecuencia y del número de onda. Dado que dicha relación corresponde a una ecuación trascendental sin solución analítica, y que se vuelve compleja al considerar pérdidas materiales, se propone una resolución numérica basada en una aproximación geométrica iterativa bidimensional. La relación de dispersión se obtiene mediante el método de la matriz de transmitancia, empleando modelos dispersivos teóricos y datos experimentales de la constante dieléctrica. Con apoyo de la teoría de Mie y las condiciones de frontera, se delimitan las regiones espectrales físicamente relevantes. Los resultados se comparan con reportes de la literatura para sistemas de una y dos interfaces, y se analiza la reflectancia de sistemas multicapa con interfaces rugosas mediante técnicas numéricas, contrastándolos con estructuras ideales".
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