倏逝波与表面波

在全反射条件下（如光从高折射率介质进入低折射率介质时），界面处产生的非传播电磁场，振幅随距离界面指数衰减。

特点：

不传输能量，仅局域在界面附近（约波长量级内）。

存在于低折射率介质一侧。

常见于全反射、波导、近场光学等场景。

倏逝波的临界条件

倏逝波的产生需要满足全反射条件，即入射角大于临界角，而临界角由两种介质的折射率决定

 

其中n1 > n2。超过临界角后，透射波消失，界面处形成倏逝波。

倏逝波的穿透深度

 

总结：

倏逝波（Evanescent Wave）通常出现在全反射情况下，当光波从高折射率介质进入低折射率介质时，如果入射角大于临界角，就会发生全反射。此时，尽管没有透射波，但在低折射率介质中会存在一个迅速衰减的电磁场，这就是倏逝波。倏逝波的特点是振幅随着距离界面呈指数衰减，不能有效传播能量，主要存在于界面附近很小的范围内。

沿两种介质界面传播的电磁波，能量集中在界面附近，随垂直方向衰减。

特点：

能沿界面传输能量，传播距离较远。

需要特定材料组合（如金属-介质界面支持表面等离子体激元）。

常见于纳米光子学、天线设计、生物传感等领域。

临界条件

表面波的激发需要满足特定的色散关系，例如对于表面等离子体激元，需要金属的介电常数为负，且与介质的介电常数满足一定关系（ε_metal < 0，且 |ε_metal| > ε_dielectric）。

总结：

表面波（Surface Wave）则是一种沿着两种不同介质之间的界面传播的电磁波，其能量集中在界面附近，随着远离界面而逐渐衰减。表面波的典型例子包括表面等离子体激元（Surface Plasmon Polaritons, SPPs），它们可以在金属和介质的界面上传播。表面波的传播需要满足特定的条件，例如介质的介电常数符号相反等。

PS:

可能存在一些混淆点。例如，表面波是否包含倏逝波成分？在表面波的传播过程中，垂直于界面的方向可能存在倏逝波式的衰减场，但表面波本身是沿界面传播的，而倏逝波更多指那些不传播、仅衰减的场。

表面波在垂直于界面方向表现为倏逝场（指数衰减），但沿界面方向是行波（传播能量），因此表面波本质是传播波，而倏逝波是非传播的局域场。

[1] D. M. Pozar, 微波工程, 第三版. 北京: 电子工业出版社, 2015.

[2] 徐锐敏, 微波技术基础(修订版). 北京: 科学出版社, 2009.