图1 金属与空气界面的表面等离激元

太阳发射出来的电磁波是没有偏振的，包含横电波(TE波)和横磁波(TM波)。虽然这两种都是线偏振光，名字也差不多，但是他们在电磁学中的待遇可是千差万别，我都有点不忍直视。

什么原因呢？是因为TM波可以激发金属或参杂半导体中的表面等离激元(surface plasmon polaritons, SPPs) (图1)，以及极性材料中的表面声子激元 (surface phonon polaritons, SPhPs)。这两种表面波可以增加光与物质的相互作用，因此被广泛关注。可是TE波由于自身的特点，就是没法激发表面波，这就导致了它的身份一落千丈，基本无人问津。

但是，正如前面所说，太阳没有私心，它发射出同等能量的TE波和TM波。TM能够激发表面波，被材料完全吸收。但是TE波不能，这就轻而易举地损失了一半的能量！从节约能量的角度，我们确实需要多关心关心TE波，让它成为我们的小伙伴，为我们所用。

今天介绍的论文，对TE波关怀备至，使得TE波以崭新的角色进入我们的视野。

论文最精彩部分就是理论研究了。如图2所示，画出了不同情况下的电场强度分布图。

图2a中，研究了只有SiC平板的情况，在空气/SiC界面处有表面声子激元的激发，电场在两种介质中都迅速衰减。当然，只有TM波(p)可以激发，TE波(s)没有资格。

图2d中，研究了只有GST平板的情况，选用这种材料是因为GST介电常数很大，属于高折射率材料，可以支持波导。当然，还有一个不是太重要的原因，它是相变材料，不同温度下介电常数不一样，因此可以用来对色散曲线进行调控。仔细对比一下图2a和2d，可以看出，GST中电场衰减很少。在GST的两侧是空气，电场在空气中衰减衰减幅度也没有图2a中那么大。

图2b中，考虑两层平板的叠加，TM波的电场。电场在GST的上表面最大，在远离上表面的垂直方向迅速衰减。

图2c中，考虑两层平板的叠加，TE波在上下空气层中的衰减比图2d中要剧烈，并且与图2c中的衰减程度类似。因此，在这两层平板系统中，TE波支持的波导能有效将电磁波局域在很小的范围之内，这类似于TM波激发的表面波。

这种情况下，TE波也能增强光与物质的相互作用，效果不比TM波差。这篇论文给我的感觉就是，TE波可以堂堂正正做人了。