Ortamın uyartımlarıyla elektromagnetik dalgaların etkileşimi bunların
birleşimiyle sonuçlanır; birleşme olayı, frekansları ω ve dalga vektörleri k
aynı olduğunda (rezonans) özellikle kuvvetlidir. Bu alanda, karakteristik dispersiyon kanununa ω (k) uygun birleşen
dalgalar, yani polaritonlar oluşur.
Polariton enerjisini, elektromagnetik enerji ve ortamın kendi
uyarımlarının enerjisi sağlar. Ortamın farklı uyarılmalarıyla fotonların
etkileşiminden kaynaklanan polaritonlar optik fononlar (fonon polaritonlar),
eksitonlar (eksiton polaritonlar), plasmonlar (plazma polaritonlar), magnonlar
(magnon polaritonlar), v.s’dir. Örneğin,
fonon polaritonların açıklaması, latis titreşim denkleminin Maxwell denklemleri
ile birlikte çözülmesini gerektirir.
van der Waals malzemelerin arayüzleri, maddedeki polarizasyon yüklerinin
ortak osilasyonlarıyla ilişkili hibrid ışık-madde modlarını devam ettirir,
dolayısıyla polaritonlar tanımına uygundur. Metallerde elektronlar tarafından
desteklenen yüzey plasmon polaritonlar, en dikkat çekici örnektir. Polar
izolatörlerde atomik titreşimler, yarıiletkenlerde eksitonlar, süper
iletkenlerde Cooper çiftleri ve (anti) ferromagnetlerde spin rezonanları
tarafından oluşturulan polaritonlar da dahil olmak üzere birçok başka polariton
türü vardır. Bunlar, mikrodalga ile ultraviyole dalga boylarına kadar geniş bir
elektromagnetik spektrum aralığını kapsar. (Bak. Kuasipartikül)
van der Waals malzemelerde
polaritonlar
