表面プラズモンは、パンチャラトナムベリーの幾何学相を運びます

表面プラズモンポリトン（SPP）は、金属と誘電媒体の境界に沿って移動する電磁表面波です。それらは、自由に伝播する光が、格子やスリットなどの構造的な金属特徴によって散らばっている場合に生成できます。プラズモニクスでは、SPPは、2番目の散乱イベントによって光に変換される前に操作、増幅、またはルーティングされます。このプロセスでは、光は動的位相と、おそらく偏光変化に関連する追加の幾何学相を取得します。SPPSがPancharatnam-Berry段階を媒介する可能性を調べます。これは、ポアンカレ球上の連続した相分極化状態変換の閉鎖経路から続き、これが実際にそうであることを示しています。幾何学的相は、光→SPP→光プロセスに耐えることが示されており、さらに、その大きさはPancharatnamのルールと一致します。私たちの調査結果は本質的に基本的であり、フォトニクスアプリケーションに非常に関連性があります。

Surface plasmon polaritons (SPPs) are electromagnetic surface waves that travel along the boundary of a metal and a dielectric medium. They can be generated when freely propagating light is scattered by structural metallic features such as gratings or slits. In plasmonics, SPPs are manipulated, amplified, or routed before being converted back into light by a second scattering event. In this process, the light acquires a dynamic phase and perhaps an additional geometric phase associated with polarization changes. We examine the possibility that SPPs mediate the Pancharatnam-Berry phase, which follows from a closed path of successive in-phase polarization-state transformations on the Poincaré sphere and demonstrate that this is indeed the case. The geometric phase is shown to survive the light→SPP→light process and, moreover, its magnitude agrees with Pancharatnam's rule. Our findings are fundamental in nature and highly relevant for photonics applications.