Как показатель преломления диэлектрика может быть меньше 1?

При проверке оптических свойств различных диэлектриков я обнаружил интересный случай А л 2 О 3 . Кажется, сообщается с показателем преломления ниже 1 в инфракрасном диапазоне 10 12   мю м , например Kischkat , Boidin и Querry . Также абсолютное значение комплексного показателя преломления н ¯ знак равно н 2 + κ 2 меньше 1 на определенных длинах волн.

введите описание изображения здесь

(красный: н , синий: κ )

Основы физики говорят мне, что фазовая скорость электромагнитной волны в диэлектрике связана с действительной частью показателя преломления соотношением

в п час знак равно с 0 н

Теперь очевидно, что фазовая скорость может быть выше с 0 , но чаще всего это происходит лишь в «странных» случаях: в плазме, активных средах, метаматериалах или магнитных веществах. А л 2 О 3 вроде ни то, ни другое.

Другая подсказка заключается в том, что это происходит вокруг региона, где н и κ крест - это также точка, где ε знак равно 0 в металле друде и, следовательно, длина волны объемного плазмона. Может ли это быть просто следствием А л 2 О 3 становится металлическим, как упоминал @boyfarrell?

Что тут происходит?

Много бесплатных зарядов, т.е. материал, ведущий себя как металл, вызовет это.
@boyfarrell Ах да, я совершенно не думал об этом. Так что Al2O3 просто ведет себя в этом диапазоне больше как металл. Не стесняйтесь добавлять его в качестве ответа.
Да, может соответствовать спектральной области около какого-то резонанса. Не совсем специалист по металлам. Тоже был бы интересен хороший ответ.

Ответы (1)

То, что вы описываете, это аномальная дисперсия . Это происходит, когда материал становится сильно поглощающим, обычно вблизи линии поглощения, и показатель преломления становится сложным.

В этих условиях фазовая и групповая скорости различны, и действительно, групповая скорость может быть больше, чем с . Это не проблема, поскольку групповая скорость больше не является скоростью, с которой распространяется информация.

Материалы не должны быть странными, чтобы показать это. Это происходит на линиях поглощения во всех материалах.

Кажется, максимум κ не совпадает с областью, где н < 1 , нет, я не уверен, насколько здесь применимо поглощение. Четко н уменьшается с увеличением длины волны, но вопрос скорее в ее величине, а не в ее производной.
"групповая скорость больше не является скоростью, с которой распространяется информация" - как это возможно? Не могли бы вы объяснить это более подробно? Или дайте хорошую ссылку, если можно, это тоже сработает
@YuriyS Ответ на этот вопрос касается этого