<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20241031//EN" "JATS-journalpublishing1-4.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
  <front>
    <journal-meta>
      <journal-id journal-id-type="publisher-id">ojapps</journal-id>
      <journal-title-group>
        <journal-title>Open Journal of Applied Sciences</journal-title>
      </journal-title-group>
      <issn pub-type="epub">2165-3925</issn>
      <issn pub-type="ppub">2165-3917</issn>
      <publisher>
        <publisher-name>Scientific Research Publishing</publisher-name>
      </publisher>
    </journal-meta>
    <article-meta>
      <article-id pub-id-type="doi">10.4236/ojapps.2026.166111</article-id>
      <article-id pub-id-type="publisher-id">ojapps-151727</article-id>
      <article-categories>
        <subj-group>
          <subject>Article</subject>
        </subj-group>
        <subj-group>
          <subject>Biomedical</subject>
          <subject>Life Sciences</subject>
          <subject>Chemistry</subject>
          <subject>Materials Science</subject>
          <subject>Computer Science</subject>
          <subject>Communications</subject>
          <subject>Engineering</subject>
          <subject>Physics</subject>
          <subject>Mathematics</subject>
        </subj-group>
      </article-categories>
      <title-group>
        <article-title>Bloch Surface Waves with TM Polarization in the Ternary Multilayer</article-title>
      </title-group>
      <contrib-group>
        <contrib contrib-type="author">
          <name name-style="western">
            <surname>Wei</surname>
            <given-names>Bingmei</given-names>
          </name>
          <xref ref-type="aff" rid="aff1">1</xref>
        </contrib>
        <contrib contrib-type="author">
          <name name-style="western">
            <surname>Jiang</surname>
            <given-names>Yufu</given-names>
          </name>
          <xref ref-type="aff" rid="aff1">1</xref>
        </contrib>
        <contrib contrib-type="author">
          <name name-style="western">
            <surname>Chen</surname>
            <given-names>Junxue</given-names>
          </name>
          <xref ref-type="aff" rid="aff1">1</xref>
        </contrib>
      </contrib-group>
      <aff id="aff1"><label>1</label> College of Physics and Electronic Information Engineering, Guilin University of Technology, Guilin, China </aff>
      <author-notes>
        <fn fn-type="conflict" id="fn-conflict">
          <p>The authors declare no conflicts of interest regarding the publication of this paper.</p>
        </fn>
      </author-notes>
      <pub-date pub-type="epub">
        <day>03</day>
        <month>06</month>
        <year>2026</year>
      </pub-date>
      <pub-date pub-type="collection">
        <month>06</month>
        <year>2026</year>
      </pub-date>
      <volume>16</volume>
      <issue>06</issue>
      <fpage>2012</fpage>
      <lpage>2020</lpage>
      <history>
        <date date-type="received">
          <day>28</day>
          <month>05</month>
          <year>2026</year>
        </date>
        <date date-type="accepted">
          <day>01</day>
          <month>06</month>
          <year>2026</year>
        </date>
        <date date-type="published">
          <day>04</day>
          <month>06</month>
          <year>2026</year>
        </date>
      </history>
      <permissions>
        <copyright-statement>© 2026 by the authors and Scientific Research Publishing Inc.</copyright-statement>
        <copyright-year>2026</copyright-year>
        <license license-type="open-access">
          <license-p> This article is an open access article distributed under the terms and conditions of the Creative Commons Attribution (CC BY) license ( <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/</ext-link> ). </license-p>
        </license>
      </permissions>
      <self-uri content-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.4236/ojapps.2026.166111">https://doi.org/10.4236/ojapps.2026.166111</self-uri>
      <abstract>
        <p>In the one-dimensional binary dielectric multilayer, the structure cannot support TM polarized Bloch surface waves (TM-BSW) near the Brewster angle due to the existence of the Brewster effect, which limits the related applications of BSW. In this work, the photonic bandgap and the dispersion behaviors of Bloch surface waves in a ternary dielectric structure were investigated. The Brewster effect of the structure is broken by introducing an additional dielectric layer into the binary structure. The zero photonic bandgap caused by the Brewster angle effect in the multilayer substrate is eliminating. This enables effective control of TM-BSW like TE-BSW in the truncated ternary structure. The research results enrich the study of Bloch surface waves and have potential applications in polarization related surface wave devices.</p>
      </abstract>
      <kwd-group kwd-group-type="author-generated" xml:lang="en">
        <kwd>Bloch Surface Waves</kwd>
        <kwd>TM Polarization</kwd>
        <kwd>Brewster Effect</kwd>
        <kwd>Photonic Bandgap</kwd>
      </kwd-group>
    </article-meta>
  </front>
  <body>
    <sec id="sec1">
      <title>1. Introduction</title>
      <p>Surface electromagnetic waves (SEW) propagate along the interface between two media with different properties and can be strongly confined with huge field enhancement at the surface. One of the best-known examples of SEW is surface plasmon polaritons (SPPs), which are guided along the interfaces between dielectrics and metals. The SPP has been attracted great attention in the last decade due to the wide applications in surface enhanced Raman scattering (SERS) [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>][<xref ref-type="bibr" rid="B2">2</xref>], enhanced nonlinear optical effects [<xref ref-type="bibr" rid="B3">3</xref>][<xref ref-type="bibr" rid="B4">4</xref>], highly sensitive biological and chemical sensors [<xref ref-type="bibr" rid="B5">5</xref>][<xref ref-type="bibr" rid="B6">6</xref>]. Alternatively, Bloch surface waves (BSW) can be formed at the surface of a one-dimensional photonic crystal (1DPC). The BSW exploited the band gap of the 1DPC to obtain the guiding of a surface wave thus giving rise to a surface sensitive evanescent field [<xref ref-type="bibr" rid="B7">7</xref>][<xref ref-type="bibr" rid="B8">8</xref>]. Due to the use of dielectric materials with low loss, the BSW have much longer propagation distance compared to that of SPPs. As a promising alternative to the plasmonic device, BSW has become one of researching hotspots in photonics with a wide range of applications ranging from fluorescence enhancement, label-free sensing, to nano waveguide and more [<xref ref-type="bibr" rid="B9">9</xref>]-[<xref ref-type="bibr" rid="B13">13</xref>].</p>
      <p>Although the 1DPC can sustain the propagation of BSW with TE and TM polarization, many attentions are currently concentrated on the TE BSW. One of the reasons is the difference of band gap between TE and TM polarization in the 1DPC. In the one-dimensional binary PC consisted by alternating the dielectric layers with high and low refraction index, the band gap with TM polarization will be disappeared at the Brewster angle due to the decoupling between the incident and reflected waves. Then, the TM BSW cannot be formed in this region for the one-dimensional binary PC, which prevents the applications of TM BSW as that of TE BSW. However, TM polarized surface waves have richer intrinsic properties, such as spin momentum locking effect [<xref ref-type="bibr" rid="B14">14</xref>][<xref ref-type="bibr" rid="B15">15</xref>], which can be used to mimic the quantum spin Hall effect and generate new applications.</p>
      <p>The one-dimensional ternary periodic structure can be formed by sandwiching the third material between the two materials with different properties. Then, there are three material layers constituting a period of lattice in the one-dimensional ternary PC. Due to the increased interface reflection as the waves propagation through a period of lattice, the one-dimensional ternary PC structures demonstrated some different electromagnetic behaviors compared to that of the one-dimensional binary PC. The ternary periodic structures were used to enlarge the bandgap frequency range of the omnidirectional total reflection [<xref ref-type="bibr" rid="B16">16</xref>]-[<xref ref-type="bibr" rid="B18">18</xref>] and extend the zero-effective-phase photonic bandgap [<xref ref-type="bibr" rid="B19">19</xref>]. However, there aren’t any papers discussing the properties of BSW sustained by a truncated one-dimensional ternary PC structure, although the BSW are widely studied in the binary periodic structure. In this work, the BSW with TM polarization sustained by a truncated one-dimensional ternary PC structure are theoretically studied. Different from the BSW in the binary PC, the dispersion of TM BSW is not broken off at the Brewster angle, and can be engineered in wide frequency range as that of the TE BSW in the ternary PC by adjusting the material compositions and geometrical size of the lattice. Therefore, the TM BSW in the ternary PC can be used to mimic the similar electromagnetic phenomena related to the SPPs due to the same polarization state.</p>
    </sec>
    <sec id="sec2">
      <title>2. Band Structures in Ternary Multilayer</title>
      <p>The considered ternary dielectric structure is shown in <xref ref-type="fig" rid="fig1">Figure 1</xref>. The truncated one-dimensional periodic ternary structure consists of thin films of three dielectric materials, with refractive indices of <italic>n</italic><sub>1</sub>, <italic>n</italic><sub>2</sub>, and <italic>n</italic><sub>3</sub> and thicknesses of <italic>d</italic><sub>1</sub>, <italic>d</italic><sub>2</sub>, and <italic>d</italic><sub>3</sub>, respectively. The unit period <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> Λ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> d </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> + </mml:mo><mml:msub><mml:mi> d </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> + </mml:mo><mml:msub><mml:mi> d </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . At the top of the structure, there is a dielectric layer with a refractive index of <italic>n</italic><sub>2</sub> and a thickness of <italic>d</italic><italic><sub>a</sub></italic> to support the propagation of BSW. General features of the photonic band structure of the semi-infinite periodic structure can be understood through the properties of the infinite periodic structure. In the infinite periodic structure, the dielectric function <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> r </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> varies periodically with <italic>z</italic> and is invariant in the <italic>y</italic> and <italic>x</italic> directions. Then, for the TM polarization (the magnetic field is perpendicular to the <italic>x</italic><italic>-</italic><italic>z</italic> plane), the magnetic field is given in the Bloch-wave form.</p>
      <fig id="fig1">
        <label>Figure 1</label>
        <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/2313852-rId19.jpeg?20260604105632" />
      </fig>
      <p><bold>Figure 1.</bold> Schematic diagram of truncated one-dimensional periodic ternary dielectric structure. The unit cell of the structure consists of three different dielectric layers (refraction index <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> n </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , film thickness <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> d </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ). An additional layer with refraction index <italic>n</italic><sub>2</sub> and thickness <italic>d</italic><italic><sub>a</sub></italic> is introduced on top of the structure to support the propagation of BSW.</p>
      <disp-formula id="FD1">
        <label>(1)</label>
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>H</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>y</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:msub>
              <mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>K</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>z</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>H</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>y</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:msub>
              <mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>K</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>z</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mtext>e</mml:mtext>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>j</mml:mi>
                <mml:mi>K</mml:mi>
                <mml:mi>z</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:msup>
              <mml:mtext>e</mml:mtext>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>j</mml:mi>
                <mml:mi>β</mml:mi>
                <mml:mi>x</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>where <italic>K</italic> is the Bloch wave number, <italic>β</italic> is the wave vector parallel to the interface,<inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> H </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow></mml:mrow><mml:mi> K </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is periodic function with a period <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi> Λ </mml:mi></mml:math></inline-formula> . The magnetic field in each layer of the nth cell can be written as the combination of two plane waves propagating along the opposite directions [<xref ref-type="bibr" rid="B2">2</xref>].</p>
      <disp-formula id="FD2">
        <label>(2)</label>
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>H</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>y</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>K</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>n</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>j</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:msubsup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>[</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mi>j</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:msup>
                  <mml:mtext>e</mml:mtext>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>i</mml:mi>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>γ</mml:mi>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                    </mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>z</mml:mi>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:mi>n</mml:mi>
                        <mml:mi>Λ</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>b</mml:mi>
                  <mml:mi>j</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:msup>
                  <mml:mtext>e</mml:mtext>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mi>i</mml:mi>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>γ</mml:mi>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                    </mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>z</mml:mi>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:mi>n</mml:mi>
                        <mml:mi>Λ</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>]</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mtext>e</mml:mtext>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>i</mml:mi>
                <mml:mi>β</mml:mi>
                <mml:mi>x</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:msup>
              <mml:mtext>e</mml:mtext>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>i</mml:mi>
                <mml:mi>K</mml:mi>
                <mml:mi>n</mml:mi>
                <mml:mi>Λ</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>where <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> k </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi> n </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msubsup><mml:mo> − </mml:mo><mml:msup><mml:mi> β </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the wave vector along the <italic>z</italic> direction.</p>
      <disp-formula id="FD3">
        <label>(3)</label>
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:mi>j</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mtable columnalign="left">
                <mml:mtr>
                  <mml:mtd>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mtext>
                    </mml:mtext>
                    <mml:mi>n</mml:mi>
                    <mml:mi>Λ</mml:mi>
                    <mml:mo>&lt;</mml:mo>
                    <mml:mi>z</mml:mi>
                    <mml:mo>&lt;</mml:mo>
                    <mml:mi>n</mml:mi>
                    <mml:mi>Λ</mml:mi>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mtd>
                </mml:mtr>
                <mml:mtr>
                  <mml:mtd>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mtext>
                    </mml:mtext>
                    <mml:mi>n</mml:mi>
                    <mml:mi>Λ</mml:mi>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>&lt;</mml:mo>
                    <mml:mi>z</mml:mi>
                    <mml:mo>&lt;</mml:mo>
                    <mml:mi>n</mml:mi>
                    <mml:mi>Λ</mml:mi>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mtext>
                    </mml:mtext>
                  </mml:mtd>
                </mml:mtr>
                <mml:mtr>
                  <mml:mtd>
                    <mml:mn>3</mml:mn>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mtext>
                    </mml:mtext>
                    <mml:mi>n</mml:mi>
                    <mml:mi>Λ</mml:mi>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>&lt;</mml:mo>
                    <mml:mi>z</mml:mi>
                    <mml:mo>&lt;</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>n</mml:mi>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mi>Λ</mml:mi>
                  </mml:mtd>
                </mml:mtr>
              </mml:mtable>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Applying the continuity boundary condition at <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> n </mml:mi><mml:mi> Λ </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:msub><mml:mi> d </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> n </mml:mi><mml:mi> Λ </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:msub><mml:mi> d </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> + </mml:mo><mml:msub><mml:mi> d </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> n </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mi> Λ </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the Bloch wave satisfies the following eigenvalue equation.</p>
      <disp-formula id="FD4">
        <label>(4)</label>
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mtable>
                  <mml:mtr>
                    <mml:mtd>
                      <mml:mi>A</mml:mi>
                    </mml:mtd>
                    <mml:mtd>
                      <mml:mi>B</mml:mi>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                  <mml:mtr>
                    <mml:mtd>
                      <mml:mi>C</mml:mi>
                    </mml:mtd>
                    <mml:mtd>
                      <mml:mi>D</mml:mi>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                </mml:mtable>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mtable>
                  <mml:mtr>
                    <mml:mtd>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mi>j</mml:mi>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                  <mml:mtr>
                    <mml:mtd>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>b</mml:mi>
                          <mml:mi>j</mml:mi>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                </mml:mtable>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mtext>e</mml:mtext>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>i</mml:mi>
                <mml:mi>K</mml:mi>
                <mml:mi>Λ</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mtable>
                  <mml:mtr>
                    <mml:mtd>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mi>j</mml:mi>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                  <mml:mtr>
                    <mml:mtd>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>b</mml:mi>
                          <mml:mi>j</mml:mi>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                </mml:mtable>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>where the matrix element <italic>A</italic>, <italic>B</italic>, <italic>C</italic> and <italic>D</italic>are obtained as:</p>
      <disp-formula id="FD5">
        <label>(5)</label>
        <mml:math display="inline">
          <mml:mtable columnalign="left">
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mi>A</mml:mi>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mtext>e</mml:mtext>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>i</mml:mi>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>γ</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>d</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mfrac>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>{</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>cos</mml:mi>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>γ</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>[</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                        <mml:mi>cos</mml:mi>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>γ</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>d</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:mi>i</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>g</mml:mi>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mn>31</mml:mn>
                              </mml:mrow>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>+</mml:mo>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>g</mml:mi>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mn>13</mml:mn>
                              </mml:mrow>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mi>sin</mml:mi>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>γ</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>d</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>]</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mtext>
                </mml:mtext>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>i</mml:mi>
                    <mml:mi>sin</mml:mi>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>γ</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>[</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>g</mml:mi>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mn>12</mml:mn>
                              </mml:mrow>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>+</mml:mo>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>g</mml:mi>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mn>21</mml:mn>
                              </mml:mrow>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mi>cos</mml:mi>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>γ</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>d</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:mi>i</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>g</mml:mi>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mn>23</mml:mn>
                              </mml:mrow>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>+</mml:mo>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>g</mml:mi>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mn>32</mml:mn>
                              </mml:mrow>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mi>sin</mml:mi>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>γ</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>d</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>]</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>}</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD6">
        <label>(6)</label>
        <mml:math display="inline">
          <mml:mtable columnalign="left">
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mi>B</mml:mi>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>j</mml:mi>
                    <mml:msup>
                      <mml:mtext>e</mml:mtext>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:mi>j</mml:mi>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>γ</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>d</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mfrac>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>{</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>g</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mn>31</mml:mn>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>g</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mn>13</mml:mn>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mi>cos</mml:mi>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>γ</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mi>sin</mml:mi>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>γ</mml:mi>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mtext>
                </mml:mtext>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>sin</mml:mi>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>γ</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>[</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>g</mml:mi>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mn>21</mml:mn>
                              </mml:mrow>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>−</mml:mo>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>g</mml:mi>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mn>12</mml:mn>
                              </mml:mrow>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mi>cos</mml:mi>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>γ</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>d</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:mi>i</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>g</mml:mi>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mn>23</mml:mn>
                              </mml:mrow>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>−</mml:mo>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>g</mml:mi>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mn>32</mml:mn>
                              </mml:mrow>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mi>sin</mml:mi>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>γ</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>d</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>]</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>}</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD7">
        <label>(7)</label>
        <mml:math display="inline">
          <mml:mtable columnalign="left">
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mi>C</mml:mi>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mi>j</mml:mi>
                    <mml:msup>
                      <mml:mtext>e</mml:mtext>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>j</mml:mi>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>γ</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>d</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mfrac>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>{</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>g</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mn>31</mml:mn>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>g</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mn>13</mml:mn>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mi>cos</mml:mi>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>γ</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mi>sin</mml:mi>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>γ</mml:mi>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mtext>
                </mml:mtext>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>sin</mml:mi>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>γ</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>[</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>g</mml:mi>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mn>21</mml:mn>
                              </mml:mrow>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>−</mml:mo>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>g</mml:mi>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mn>12</mml:mn>
                              </mml:mrow>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mi>cos</mml:mi>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>γ</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>d</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:mi>i</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>g</mml:mi>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mn>23</mml:mn>
                              </mml:mrow>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>−</mml:mo>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>g</mml:mi>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mn>32</mml:mn>
                              </mml:mrow>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mi>sin</mml:mi>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>γ</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>d</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>]</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>}</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD8">
        <label>(8)</label>
        <mml:math display="inline">
          <mml:mtable columnalign="left">
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mi>D</mml:mi>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mtext>e</mml:mtext>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:mi>i</mml:mi>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>γ</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>d</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mfrac>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>{</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>cos</mml:mi>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>γ</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>[</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                        <mml:mi>cos</mml:mi>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>γ</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>d</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:mi>i</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>g</mml:mi>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mn>31</mml:mn>
                              </mml:mrow>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>+</mml:mo>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>g</mml:mi>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mn>13</mml:mn>
                              </mml:mrow>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mi>sin</mml:mi>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>γ</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>d</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>]</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mtext>
                </mml:mtext>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>i</mml:mi>
                    <mml:mi>sin</mml:mi>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>γ</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>[</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>g</mml:mi>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mn>12</mml:mn>
                              </mml:mrow>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>+</mml:mo>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>g</mml:mi>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mn>21</mml:mn>
                              </mml:mrow>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mi>cos</mml:mi>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>γ</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>d</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:mi>i</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>g</mml:mi>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mn>23</mml:mn>
                              </mml:mrow>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>+</mml:mo>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>g</mml:mi>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mn>32</mml:mn>
                              </mml:mrow>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mi>sin</mml:mi>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>γ</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>d</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>]</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>}</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>where <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> g </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> i </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> g </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> j </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> i </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> j </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . For TM polarization<inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> g </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> i </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi> n </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi> n </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ，For TE polarization <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> g </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> i </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . According to the eigenvalue Equation (4), the dispersion relation for the propagation of the electromagnetic wave in the infinite periodic structure can be obtained as</p>
      <disp-formula id="FD9">
        <label>(9)</label>
        <mml:math display="inline">
          <mml:mtable>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mi>cos</mml:mi>
                <mml:mi>K</mml:mi>
                <mml:mi>Λ</mml:mi>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>A</mml:mi>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mi>D</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mfrac>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mi>cos</mml:mi>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>d</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mi>cos</mml:mi>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>d</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mi>cos</mml:mi>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>d</mml:mi>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mfrac>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>g</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>31</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>g</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>13</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mi>sin</mml:mi>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>d</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mi>cos</mml:mi>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>d</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mi>sin</mml:mi>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>d</mml:mi>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mfrac>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>g</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>12</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>g</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>21</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mi>sin</mml:mi>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>d</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mi>sin</mml:mi>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>d</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mi>cos</mml:mi>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>d</mml:mi>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mfrac>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>g</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>23</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>g</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>32</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mi>cos</mml:mi>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>d</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mi>sin</mml:mi>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>d</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mi>sin</mml:mi>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>d</mml:mi>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>The Bloch wave number <italic>K</italic> can be real or imaginary values, corresponding to the propagating or evanescent Bloch wave, respectively. Then, the solution of Equation (9) defines the photonic band structure for the infinite periodic structure, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> K </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> β </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Regimes where <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> cos </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> K </mml:mi><mml:mi> Λ </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <italic>K</italic> has an imaginary part, and the Bloch wave is evanescent. It corresponds to the stop bands for the periodic medium. When <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> cos </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> K </mml:mi><mml:mi> Λ </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> correspond to the real <italic>K</italic> and the Bloch wave is propagating.</p>
      <p>In simulation, the dielectrics are lossless, isotropic, and dispersion-free over the analyzed frequency range. The unit period Λ is fixed at 230 nm for the binary and ternary periodic structure for the convenience of comparing photon energy bands.</p>
      <p><xref ref-type="fig" rid="fig2">Figure 2(a)</xref> shows the projected photonic band structure for a binary periodic structure. The cyan regions denote the phase space where the <italic>K</italic> is imaginary, that is, regions of the evanescent states, whereas carmine areas represent the regions of propagating states. It is noted that the stop band shrink to zero as <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> β </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> n </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mi> sin </mml:mi><mml:msub><mml:mi> θ </mml:mi><mml:mi> B </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> θ </mml:mi><mml:mi> B </mml:mi></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> arctan </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> n </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> n </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> as the Brewster angle, since at this angle the incident wave is not reflected at the interface of film. Then, the TM BSW cannot be supported at this angle.</p>
      <p>In <xref ref-type="fig" rid="fig2">Figure 2(b)</xref> we show the projected photonic band structure for a ternary periodic structure. In the unit cell, there are three dielectric layers with two interfaces. As the electromagnetic wave is incident at the Brewster angle of adjacent dielectric layer, the wave will be reflected at the other interface. Then, the incident </p>
      <fig id="fig2">
        <label>Figure 2</label>
        <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/2313852-rId72.jpeg?20260604105632" />
      </fig>
      <p><bold>Figure 2.</bold> (a) Projected photonic band structure of a binary periodic structure with the light line and Brewster line. The film parameters are <italic>n</italic><sub>1</sub> = 1.46, <italic>n</italic><sub>3</sub> = 3.22, <italic>d</italic><sub>1</sub> = 160 nm and <italic>d</italic><sub>2</sub> = 70 nm. (b) Projected photonic band structure of a ternary periodic structure together with the light line and Brewster line. The film parameters are <italic>n</italic><sub>1</sub> = 1.46, <italic>n</italic><sub>2</sub> = 2.3, <italic>n</italic><sub>3</sub> = 3.22, and the thickness <italic>d</italic><sub>1</sub> = 120 nm, <italic>d</italic><sub>2</sub> = 60 nm, <italic>d</italic><sub>3</sub> = 50 nm. The cyan regions denote the photonic stop band of the structure in which light cannot propagate through the multilayer. The unit cell is shown in the inset.</p>
      <p>and reflected waves will be coupled, and formed the bandgap. The extent of bandgap is well related to the contrast of the refraction indices in the unit cell. For example, as the wave is incident at the Brewster angle, the exact expression for the band edges is obtained as:</p>
      <disp-formula id="FD10">
        <label>(10)</label>
        <mml:math display="inline">
          <mml:mtable columnalign="left">
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mi>cos</mml:mi>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>d</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mi>cos</mml:mi>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>d</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mi>cos</mml:mi>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>d</mml:mi>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>sin</mml:mi>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>d</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mi>cos</mml:mi>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>d</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mi>sin</mml:mi>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>d</mml:mi>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mfrac>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>α</mml:mi>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mi>α</mml:mi>
                    </mml:mfrac>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mi>sin</mml:mi>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>d</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mi>sin</mml:mi>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>d</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mi>cos</mml:mi>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>d</mml:mi>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mfrac>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>α</mml:mi>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mi>α</mml:mi>
                    </mml:mfrac>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mi>cos</mml:mi>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>d</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mi>sin</mml:mi>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>d</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mi>sin</mml:mi>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>d</mml:mi>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mn>0</mml:mn>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>where <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> α </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> n </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> n </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> n </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msubsup><mml:mo> + </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> n </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> n </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi> n </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . As the thickness <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> d </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> → </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (<italic>i.e.</italic> binary multilayer structure), the upper and lower band edges will be intersected, and the corresponding frequency in the intersection point in the first harmonic is <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> f </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi> c </mml:mi><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> n </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msubsup><mml:mo> + </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> n </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:msubsup><mml:mi> n </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> Λ </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:msub><mml:mi> d </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:msubsup><mml:mi> n </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi> d </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . For the finite thickness <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> d </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the upper and lower band edge will be separated due to the Bragg reflection. The separated frequency is determined by solving the Equation (10). A dimensionless parameter <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi> η </mml:mi></mml:math></inline-formula> is used to quantify the extent of separation between upper and lower band edges, and is defined as <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> η </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msub><mml:mo> − </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mi> L </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msub><mml:mo> + </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mi> L </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , where <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mi> L </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are determined by solving the Equation (10).</p>
      <p><xref ref-type="fig" rid="fig3">Figure 3</xref> shows the ratio <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi> η </mml:mi></mml:math></inline-formula> as a function of the <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> n </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> n </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> n </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> n </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . The contours in this figure represent various bandgap ranges for different refractive index parameters. It is noted that the photonic bandgap width increases with the increase of refractive index contrast. The refractive index contrast and bandgap width of the ternary materials used in this work are represented by dashed lines and symbol circles in the figure, respectively. It is noted that the frequency separation <italic>η</italic> can reach 15.8%. Then, a bandgap at the Brewster angle can be observed in the ternary periodic structure as shown in <xref ref-type="fig" rid="fig2">Figure 2(b)</xref>.</p>
      <fig id="fig3">
        <label>Figure 3</label>
        <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/2313852-rId97.jpeg?20260604105632" />
      </fig>
      <p><bold>Figure 3.</bold> The range to midrange ratio <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi> η </mml:mi></mml:math></inline-formula> as a function of the <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> n </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> n </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> n </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> n </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . The results were obtained at the Brewster angle in the first photonic bandgap. Here, the thicknesses of the layers were set as one sixth wavelength.</p>
    </sec>
    <sec id="sec3">
      <title>3. Dispersion Behaviors of BSW in the Ternary PC</title>
      <p>In <xref ref-type="fig" rid="fig1">Figure 1</xref>, the semi-infinite periodic structure is created by replacing the part of the infinite periodic structure lying in the region <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> ∞ </mml:mi><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> by dielectric layer with refractive indices n<sub>2</sub> and film thickness <italic>d</italic><italic><sub>a</sub></italic>. The BSW are solutions of Maxwell’s equations in which the waves are localized at surface of the semi-infinite periodic structure, and the field amplitude is evanescent in both periodic structure and environmental dielectric with refractive index ne. According to the continuity boundary conditions, the dispersion equation of TM-BSW in truncated ternary multilayers can be obtained as</p>
      <disp-formula id="FD11">
        <label>(11)</label>
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mtext>Z</mml:mtext>
              <mml:mi>B</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>Z</mml:mi>
              <mml:mi>G</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>0</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD12">
        <label>(12)</label>
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>Z</mml:mi>
              <mml:mi>B</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>γ</mml:mi>
                      <mml:mi>e</mml:mi>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>ε</mml:mi>
                      <mml:mi>e</mml:mi>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>i</mml:mi>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>γ</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>ε</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mi>tan</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>γ</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>γ</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>ε</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>i</mml:mi>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>γ</mml:mi>
                      <mml:mi>e</mml:mi>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>ε</mml:mi>
                      <mml:mi>e</mml:mi>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mi>tan</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>γ</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD13">
        <label>(13)</label>
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>Z</mml:mi>
              <mml:mi>G</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>B</mml:mi>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mtext>e</mml:mtext>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>j</mml:mi>
                    <mml:mi>K</mml:mi>
                    <mml:mi>Λ</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mi>A</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>B</mml:mi>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mtext>e</mml:mtext>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>j</mml:mi>
                    <mml:mi>K</mml:mi>
                    <mml:mi>Λ</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>A</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>where <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Z </mml:mi><mml:mi> B </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the equivalent impedance of dielectric layer on the top of structure, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Z </mml:mi><mml:mi> G </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the equivalent impedance of the truncated ternary multilayers. In Equation (13), the coefficients<italic>A</italic> and <italic>B</italic> are given in Equations (5) and (6).</p>
      <p><xref ref-type="fig" rid="fig4">Figure 4(a)</xref> shows the dispersion relation of TM-polarized BSW by solving the Equation (11). The dispersion curve of TM BSW is sited in the bandgap region and below the light line. It contributes to the evanescent behavior of field in the multilayer and the environmental medium. Moreover, similar to the TE BSW, the dispersion of TM BSW can be engineered in wide frequency range without the influence of the Brewster effect. The TM BSW can be sustained by the truncated ternary multilayers above 385 THz as shown in <xref ref-type="fig" rid="fig4">Figure 4(a)</xref>. The electric field amplitude distribution of TM BSW at wavelength of 760 nm is shown in <xref ref-type="fig" rid="fig4">Figure 4(b)</xref>. As expected, the electric field is strongly peaked at the interface between the multilayer and air. The attenuation of wave in the multilayer depends on the refractive index contrast in the unit cell. Whereas the exponential decay in the </p>
      <fig id="fig4">
        <label>Figure 4</label>
        <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/2313852-rId116.jpeg?20260604105632" />
      </fig>
      <p><bold>Figure 4.</bold> (a) Projected band structure and BSW dispersion relation (solid blue) for a semi-infinite ternary multilayer with <italic>d</italic><italic><sub>a</sub></italic> = 120 nm for TM polarization. (b) Electric field amplitude distribution in the ternary multilayer for the TM BSW at wavelength of 400 THz.</p>
      <p>environmental medium is only determined by the refraction index ne as the parallel wave vector <italic>β</italic> is fixed. Thus, the TM-BSW exhibits evanescent behaviors in both the environmental medium and the dielectric multilayers, which has the intrinsic spin-momentum locking effect as that of surface plasmon polaritons (SPPs) [<xref ref-type="bibr" rid="B20">20</xref>].</p>
    </sec>
    <sec id="sec4">
      <title>4. Conclusion</title>
      <p>In summary, we have theoretically studied the dispersion behaviors of BSW in a truncated one-dimensional periodic ternary multilayer. Different from the binary structure, the Brewster effect is inhibited in the ternary structure due to the additional interface reflection of waves. The photonic bandgap can also be formed around the Brewster angle. The bandgap width can be engineered by changing the refractive index contrast in the ternary multilayer. The BSW with TM polarization can be sustained in wide frequency range as that of TE-BSW in the truncated ternary multilayer. Our work has potential applications in various areas, such as polarization transformation devices, biosensing, and imaging, among others.</p>
    </sec>
  </body>
  <back>
    <ref-list>
      <title>References</title>
      <ref id="B1">
        <label>1.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Li, N., Wang, X., Tibbs, J., Che, C., Peinetti, A.S., Zhao, B., <italic>et al</italic>. (2021) Label-Free Digital Detection of Intact Virions by Enhanced Scattering Microscopy. <italic>Journal of the American Chemical Society</italic>, 144, 1498-1502. https://doi.org/10.1021/jacs.1c09579 <pub-id pub-id-type="doi">10.1021/jacs.1c09579</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">34928591</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1021/jacs.1c09579">https://doi.org/10.1021/jacs.1c09579</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Li, N.</string-name>
              <string-name>Wang, X.</string-name>
              <string-name>Tibbs, J.</string-name>
              <string-name>Che, C.</string-name>
              <string-name>Peinetti, A.S.</string-name>
              <string-name>Zhao, B.</string-name>
            </person-group>
            <year>2021</year>
            <article-title>Label-Free Digital Detection of Intact Virions by Enhanced Scattering Microscopy</article-title>
            <source>Journal of the American Chemical Society</source>
            <volume>144</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1021/jacs.1c09579</pub-id>
            <pub-id pub-id-type="pmid">34928591</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B2">
        <label>2.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Kneipp, K., Wang, Y., Kneipp, H., Perelman, L.T., Itzkan, I., Dasari, R.R., <italic>et al</italic>. (1997) Single Molecule Detection Using Surface-Enhanced Raman Scattering (SERS). <italic>Physical Review Letters</italic>, 78, 1667-1670. https://doi.org/10.1103/physrevlett.78.1667 <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevlett.78.1667</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1103/physrevlett.78.1667">https://doi.org/10.1103/physrevlett.78.1667</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Kneipp, K.</string-name>
              <string-name>Wang, Y.</string-name>
              <string-name>Kneipp, H.</string-name>
              <string-name>Perelman, L.T.</string-name>
              <string-name>Itzkan, I.</string-name>
              <string-name>Dasari, R.R.</string-name>
            </person-group>
            <year>1997</year>
            <article-title>Single Molecule Detection Using Surface-Enhanced Raman Scattering (SERS)</article-title>
            <source>Physical Review Letters</source>
            <volume>78</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevlett.78.1667</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B3">
        <label>3.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Khurgin, J.B. and Sun, G. (2013) Plasmonic Enhancement of the Third Order Nonlinear Optical Phenomena: Figures of Merit. <italic>Optics Express</italic>, 21, Article 27460. https://doi.org/10.1364/oe.21.027460 <pub-id pub-id-type="doi">10.1364/oe.21.027460</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">24216967</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1364/oe.21.027460">https://doi.org/10.1364/oe.21.027460</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Khurgin, J.B.</string-name>
              <string-name>Sun, G.</string-name>
            </person-group>
            <year>2013</year>
            <article-title>Plasmonic Enhancement of the Third Order Nonlinear Optical Phenomena: Figures of Merit</article-title>
            <source>Optics Express</source>
            <volume>21</volume>
            <elocation-id>27460</elocation-id>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1364/oe.21.027460</pub-id>
            <pub-id pub-id-type="pmid">24216967</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B4">
        <label>4.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Verhagen, E., Kuipers, L. and Polman, A. (2007) Enhanced Nonlinear Optical Effects with a Tapered Plasmonic Waveguide. <italic>Nano Letters</italic>, 7, 334-337. https://doi.org/10.1021/nl062440f <pub-id pub-id-type="doi">10.1021/nl062440f</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">17297997</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1021/nl062440f">https://doi.org/10.1021/nl062440f</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Verhagen, E.</string-name>
              <string-name>Kuipers, L.</string-name>
              <string-name>Polman, A.</string-name>
            </person-group>
            <year>2007</year>
            <article-title>Enhanced Nonlinear Optical Effects with a Tapered Plasmonic Waveguide</article-title>
            <source>Nano Letters</source>
            <volume>7</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1021/nl062440f</pub-id>
            <pub-id pub-id-type="pmid">17297997</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B5">
        <label>5.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Hojjat Jodaylami, M., Masson, J. and Badia, A. (2025) Surface Plasmon Resonance Sensing. <italic>Nature Reviews Methods Primers</italic>, 5, Article No. 47. https://doi.org/10.1038/s43586-025-00417-8 <pub-id pub-id-type="doi">10.1038/s43586-025-00417-8</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1038/s43586-025-00417-8">https://doi.org/10.1038/s43586-025-00417-8</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Jodaylami, M.</string-name>
              <string-name>Masson, J.</string-name>
              <string-name>Badia, A.</string-name>
            </person-group>
            <year>2025</year>
            <article-title>Surface Plasmon Resonance Sensing</article-title>
            <source>Nature Reviews Methods Primers</source>
            <volume>5</volume>
            <elocation-id>No</elocation-id>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1038/s43586-025-00417-8</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B6">
        <label>6.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Biswas, A., Lee, S., Cencillo-Abad, P., Karmakar, M., Patel, J., Soudi, M., <italic>et al</italic>. (2024) Nanoplasmonic Aptasensor for Sensitive, Selective, and Real-Time Detection of Dopamine from Unprocessed Whole Blood. <italic>Science Advances</italic>, 10, eadp7460. https://doi.org/10.1126/sciadv.adp7460 <pub-id pub-id-type="doi">10.1126/sciadv.adp7460</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">39231221</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1126/sciadv.adp7460">https://doi.org/10.1126/sciadv.adp7460</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Biswas, A.</string-name>
              <string-name>Lee, S.</string-name>
              <string-name>Cencillo-Abad, P.</string-name>
              <string-name>Karmakar, M.</string-name>
              <string-name>Patel, J.</string-name>
              <string-name>Soudi, M.</string-name>
              <string-name>Sensitive, S</string-name>
            </person-group>
            <year>2024</year>
            <article-title>Nanoplasmonic Aptasensor for Sensitive, Selective, and Real-Time Detection of Dopamine from Unprocessed Whole Blood</article-title>
            <source>Science Advances</source>
            <volume>10</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1126/sciadv.adp7460</pub-id>
            <pub-id pub-id-type="pmid">39231221</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B7">
        <label>7.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Meade, R.D., Brommer, K.D., Rappe, A.M. and Joannopoulos, J.D. (1991) Electromagnetic Bloch Waves at the Surface of a Photonic Crystal. <italic>Physical Review B</italic>, 44, 10961-10964. https://doi.org/10.1103/physrevb.44.10961 <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevb.44.10961</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">9999136</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1103/physrevb.44.10961">https://doi.org/10.1103/physrevb.44.10961</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Meade, R.D.</string-name>
              <string-name>Brommer, K.D.</string-name>
              <string-name>Rappe, A.M.</string-name>
              <string-name>Joannopoulos, J.D.</string-name>
            </person-group>
            <year>1991</year>
            <article-title>Electromagnetic Bloch Waves at the Surface of a Photonic Crystal</article-title>
            <source>Physical Review B</source>
            <volume>44</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevb.44.10961</pub-id>
            <pub-id pub-id-type="pmid">9999136</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B8">
        <label>8.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Yeh, P., Yariv, A. and Hong, C. (1977) Electromagnetic Propagation in Periodic Stratified Media I General Theory. <italic>Journal of the Optical Society of America</italic>, 67, 423-438. https://doi.org/10.1364/josa.67.000423 <pub-id pub-id-type="doi">10.1364/josa.67.000423</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1364/josa.67.000423">https://doi.org/10.1364/josa.67.000423</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Yeh, P.</string-name>
              <string-name>Yariv, A.</string-name>
              <string-name>Hong, C.</string-name>
            </person-group>
            <year>1977</year>
            <article-title>Electromagnetic Propagation in Periodic Stratified Media I General Theory</article-title>
            <source>Journal of the Optical Society of America</source>
            <volume>67</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1364/josa.67.000423</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B9">
        <label>9.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Descrovi, E., Sfez, T., Quaglio, M., Brunazzo, D., Dominici, L., Michelotti, F., <italic>et al</italic>. (2010) Guided Bloch Surface Waves on Ultrathin Polymeric Ridges. <italic>Nano Letters</italic>, 10, 2087-2091. https://doi.org/10.1021/nl100481q <pub-id pub-id-type="doi">10.1021/nl100481q</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">20446750</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1021/nl100481q">https://doi.org/10.1021/nl100481q</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Descrovi, E.</string-name>
              <string-name>Sfez, T.</string-name>
              <string-name>Quaglio, M.</string-name>
              <string-name>Brunazzo, D.</string-name>
              <string-name>Dominici, L.</string-name>
              <string-name>Michelotti, F.</string-name>
            </person-group>
            <year>2010</year>
            <article-title>Guided Bloch Surface Waves on Ultrathin Polymeric Ridges</article-title>
            <source>Nano Letters</source>
            <volume>10</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1021/nl100481q</pub-id>
            <pub-id pub-id-type="pmid">20446750</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B10">
        <label>10.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Sinibaldi, A., Fieramosca, A., Rizzo, R., Anopchenko, A., Danz, N., Munzert, P., <italic>et al</italic>. (2014) Combining Label-Free and Fluorescence Operation of Bloch Surface Wave Optical Sensors. <italic>Optics Letters</italic>, 39, 2947-2950. https://doi.org/10.1364/ol.39.002947 <pub-id pub-id-type="doi">10.1364/ol.39.002947</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">24978244</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1364/ol.39.002947">https://doi.org/10.1364/ol.39.002947</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Sinibaldi, A.</string-name>
              <string-name>Fieramosca, A.</string-name>
              <string-name>Rizzo, R.</string-name>
              <string-name>Anopchenko, A.</string-name>
              <string-name>Danz, N.</string-name>
              <string-name>Munzert, P.</string-name>
            </person-group>
            <year>2014</year>
            <article-title>Combining Label-Free and Fluorescence Operation of Bloch Surface Wave Optical Sensors</article-title>
            <source>Optics Letters</source>
            <volume>39</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1364/ol.39.002947</pub-id>
            <pub-id pub-id-type="pmid">24978244</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B11">
        <label>11.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Soboleva, I.V., Moskalenko, V.V. and Fedyanin, A.A. (2012) Giant Goos-Hänchen Effect and Fano Resonance at Photonic Crystal Surfaces. <italic>Physical Review Letters</italic>, 108, Article 123901. https://doi.org/10.1103/physrevlett.108.123901 <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevlett.108.123901</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">22540582</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1103/physrevlett.108.123901">https://doi.org/10.1103/physrevlett.108.123901</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Soboleva, I.V.</string-name>
              <string-name>Moskalenko, V.V.</string-name>
              <string-name>Fedyanin, A.A.</string-name>
            </person-group>
            <year>2012</year>
            <article-title>Giant Goos-Hänchen Effect and Fano Resonance at Photonic Crystal Surfaces</article-title>
            <source>Physical Review Letters</source>
            <volume>108</volume>
            <elocation-id>123901</elocation-id>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevlett.108.123901</pub-id>
            <pub-id pub-id-type="pmid">22540582</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B12">
        <label>12.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Yu, L., Barakat, E., Sfez, T., Hvozdara, L., Di Francesco, J. and Peter Herzig, H. (2014) Manipulating Bloch Surface Waves in 2D: A Platform Concept-Based Flat Lens. <italic>Light</italic>: <italic>Science &amp; Applications</italic>, 3, e124. https://doi.org/10.1038/lsa.2014.5 <pub-id pub-id-type="doi">10.1038/lsa.2014.5</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1038/lsa.2014.5">https://doi.org/10.1038/lsa.2014.5</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Yu, L.</string-name>
              <string-name>Barakat, E.</string-name>
              <string-name>Sfez, T.</string-name>
              <string-name>Hvozdara, L.</string-name>
              <string-name>Francesco, J.</string-name>
              <string-name>Herzig, H.</string-name>
            </person-group>
            <year>2014</year>
            <article-title>Manipulating Bloch Surface Waves in 2D: A Platform Concept-Based Flat Lens</article-title>
            <source>Light: Science &amp; Applications</source>
            <volume>3</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1038/lsa.2014.5</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B13">
        <label>13.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Badugu, R., Mao, J., Blair, S., Zhang, D., Descrovi, E., Angelini, A., <italic>et al</italic>. (2016) Bloch Surface Wave-Coupled Emission at Ultraviolet Wavelengths. <italic>The Journal of Physical Chemistry C</italic>, 120, 28727-28734. https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.6b08086 <pub-id pub-id-type="doi">10.1021/acs.jpcc.6b08086</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">28725334</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.6b08086">https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.6b08086</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Badugu, R.</string-name>
              <string-name>Mao, J.</string-name>
              <string-name>Blair, S.</string-name>
              <string-name>Zhang, D.</string-name>
              <string-name>Descrovi, E.</string-name>
              <string-name>Angelini, A.</string-name>
            </person-group>
            <year>2016</year>
            <article-title>Bloch Surface Wave-Coupled Emission at Ultraviolet Wavelengths</article-title>
            <source>The Journal of Physical Chemistry C</source>
            <volume>120</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1021/acs.jpcc.6b08086</pub-id>
            <pub-id pub-id-type="pmid">28725334</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B14">
        <label>14.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Shi, P., Du, L. and Yuan, X. (2021) Spin Photonics: From Transverse Spin to Photonic Skyrmions. <italic>Nanophotonics</italic>, 10, 3927-3943. https://doi.org/10.1515/nanoph-2021-0046 <pub-id pub-id-type="doi">10.1515/nanoph-2021-0046</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1515/nanoph-2021-0046">https://doi.org/10.1515/nanoph-2021-0046</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Shi, P.</string-name>
              <string-name>Du, L.</string-name>
              <string-name>Yuan, X.</string-name>
            </person-group>
            <year>2021</year>
            <article-title>Spin Photonics: From Transverse Spin to Photonic Skyrmions</article-title>
            <source>Nanophotonics</source>
            <volume>10</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1515/nanoph-2021-0046</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B15">
        <label>15.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Picardi, M.F., Zayats, A.V. and Rodríguez-Fortuño, F.J. (2018) Janus and Huygens Dipoles: Near-Field Directionality beyond Spin-Momentum Locking. <italic>Physical Review Letters</italic>, 120, Article 117402. https://doi.org/10.1103/physrevlett.120.117402 <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevlett.120.117402</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">29601752</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1103/physrevlett.120.117402">https://doi.org/10.1103/physrevlett.120.117402</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Picardi, M.F.</string-name>
              <string-name>Zayats, A.V.</string-name>
            </person-group>
            <year>2018</year>
            <article-title>Janus and Huygens Dipoles: Near-Field Directionality beyond Spin-Momentum Locking</article-title>
            <source>Physical Review Letters</source>
            <volume>120</volume>
            <elocation-id>117402</elocation-id>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevlett.120.117402</pub-id>
            <pub-id pub-id-type="pmid">29601752</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B16">
        <label>16.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Awasthi, S.K., Malaviya, U. and Ojha, S.P. (2006) Enhancement of Omnidirectional Total-Reflection Wavelength Range by Using One-Dimensional Ternary Photonic Bandgap Material. <italic>Journal of the Optical Society of America B</italic>, 23, 2566-2571. https://doi.org/10.1364/josab.23.002566 <pub-id pub-id-type="doi">10.1364/josab.23.002566</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1364/josab.23.002566">https://doi.org/10.1364/josab.23.002566</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Awasthi, S.K.</string-name>
              <string-name>Malaviya, U.</string-name>
              <string-name>Ojha, S.P.</string-name>
            </person-group>
            <year>2006</year>
            <article-title>Enhancement of Omnidirectional Total-Reflection Wavelength Range by Using One-Dimensional Ternary Photonic Bandgap Material</article-title>
            <source>Journal of the Optical Society of America B</source>
            <volume>23</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1364/josab.23.002566</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B17">
        <label>17.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Wang, S., Yang, X. and Liu, C.T. (2014) Omnidirectional Reflection in One-Dimensional Ternary Photonic Crystals and Photonic Heterostructures. <italic>Physics</italic><italic>Letters</italic><italic>A</italic>, 378, 1326-1332. https://doi.org/10.1016/j.physleta.2014.03.010 <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.physleta.2014.03.010</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.physleta.2014.03.010">https://doi.org/10.1016/j.physleta.2014.03.010</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Wang, S.</string-name>
              <string-name>Yang, X.</string-name>
              <string-name>Liu, C.T.</string-name>
            </person-group>
            <year>2014</year>
            <article-title>Omnidirectional Reflection in One-Dimensional Ternary Photonic Crystals and Photonic Heterostructures</article-title>
            <source>Physics Letters A</source>
            <volume>378</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.physleta.2014.03.010</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B18">
        <label>18.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Gharaati, A. and Zare, Z. (2011) Photonic Band Structures and Enhancement of Omnidirectional Reflection Bands by Using a Ternary 1D Photonic Crystal Including Left-Handed Materials. <italic>Progress in Electromagnetics Research M</italic>, 20, 81-94.</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Gharaati, A.</string-name>
              <string-name>Zare, Z.</string-name>
            </person-group>
            <year>2011</year>
            <article-title>Photonic Band Structures and Enhancement of Omnidirectional Reflection Bands by Using a Ternary 1D Photonic Crystal Including Left-Handed Materials</article-title>
            <source>Progress in Electromagnetics Research M</source>
            <volume>20</volume>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B19">
        <label>19.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Xiang, Y., Dai, X., Wen, S., Tang, Z. and Fan, D. (2011) Extending the Zero-Effective-Phase Photonic Bandgap by One-Dimensional Ternary Photonic Crystals. <italic>Applied Physics B</italic>, 103, 897-906. https://doi.org/10.1007/s00340-011-4439-x <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s00340-011-4439-x</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1007/s00340-011-4439-x">https://doi.org/10.1007/s00340-011-4439-x</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Xiang, Y.</string-name>
              <string-name>Dai, X.</string-name>
              <string-name>Wen, S.</string-name>
              <string-name>Tang, Z.</string-name>
              <string-name>Fan, D.</string-name>
            </person-group>
            <year>2011</year>
            <article-title>Extending the Zero-Effective-Phase Photonic Bandgap by One-Dimensional Ternary Photonic Crystals</article-title>
            <source>Applied Physics B</source>
            <volume>103</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s00340-011-4439-x</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B20">
        <label>20.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Van Mechelen, T. and Jacob, Z. (2016) Universal Spin-Momentum Locking of Evanescent Waves. <italic>Optica</italic>, 3, 118-126. https://doi.org/10.1364/optica.3.000118 <pub-id pub-id-type="doi">10.1364/optica.3.000118</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1364/optica.3.000118">https://doi.org/10.1364/optica.3.000118</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Mechelen, T.</string-name>
              <string-name>Jacob, Z.</string-name>
            </person-group>
            <year>2016</year>
            <article-title>Universal Spin-Momentum Locking of Evanescent Waves</article-title>
            <source>Optica</source>
            <volume>3</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1364/optica.3.000118</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
    </ref-list>
  </back>
</article>