Adjustable subwavelength localization in a hybrid plasmonic waveguide
混合等离子体激元波导由嵌入在金属表面附近的低介电常数电介质中的高介电常数电介质层组成。这种结构被认为是最有前景的候选人之一,为远程亚波长引导。我们提出了定性分析和数值结果,揭示了特殊的波导设计的优点时,圆柱体的介电常数大于金属的介电常数的绝对值。在这种情况下,可以通过控制间隙宽度来实现任意的亚波长模式尺寸。我们的定性分析是基于考虑类的导体间隙介质系统。通过将混合等离子体激元模式扩展到单个圆柱模式和金属屏的表面等离子体激元-极化激元模式,并匹配边界条件,得到了数值解。
2013-01-16 physics.optics
Transverse Anderson localization of surface plasmon polaritons
研究了在倏逝耦合介质加载表面等离子体激元波导阵列中,无序对表面等离子体激元传播的影响。对角无序通过随机改变波导的高度来实现。泄漏辐射显微镜记录的波导阵列中的表面等离子体激元强度分布的实空间以及傅立叶空间图像。利用这些技术,我们实验证明了随着无序度的增加,表面等离子体激元的横向局域化。
2017-01-31 physics.optics
Spontaneous emission in plasmonic graphene subwavelength wires of arbitrary sections
我们提出了一个理论研究的自发发射的线偶极子源嵌入在一个石墨烯涂层的亚波长线的任意形状。利用基于格林第二恒等式的严格电磁法计算了辐射修正和辐射效率。当发射频率与线的等离子体共振频率之一一致时,观察到这些效率的增强。偶极子发射器的位置和偶极矩方向的相关性进行了评价。我们提出了计算的近场分布为不同的频率,揭示了多极秩序的等离子体共振。
2017-11-12 physics.optics
Light scattering by a subwavelength plasmonic array: anisotropic model
本文用边界元法计算了亚波长等离子体阵列对不同截面平行圆柱体的光透射率:圆柱体和椭圆体,轴比为4:1。我们证明了等离子体共振是尖锐的椭圆的情况下,具有较大的水平轴。这种结构容易受到介质折射率变化的影响,因为反射和透射系数的高导数接近全内反射角。为了获得近似的解析表达式,我们使用金属层的模型。我们探讨了“三明治”结构与两个双折射之间的各向异性膜,并证明其定量协议与数值计算结果。
2021-11-20 physics.optics
Tunable plasmonic enhancement of light scattering and absorption in graphene-coated subwavelength wires
研究了线偏振平面波照射下亚波长石墨烯单层线的电磁响应。结果表明,当入射辐射共振激发局域表面等离子体时,涂层导线的散射和消光截面显著增强。增强发生p-偏振入射波和激发频率对应于复杂的极点的系数的多极展开的散射场。通过动态调整石墨烯的化学势,可以在很宽的范围内选择增强的光谱位置。
2015-05-12 physics.optics
Polychromatic nanofocusing of surface plasmon polaritons
我们介绍了多色等离子体的概念,并提出了一个宽带等离子体透镜的表面等离子体极化激元的纳米聚焦。该透镜采用抛物线调制的金属-电介质-金属结构。这种等离子体透镜具有超过光学倍频程的带宽,从而为宽带等离子体应用开辟了新的机会。
2010-11-21 physics.optics
Surface plasmon-polariton pulses in the form of bright and dark solitons
本文考虑了在非线性介质和非线性金属边界上产生表面等离子体激元-极化激元的线性和非线性模型。我们已经展示了三维入射波如何被转换为TM模式的一次和二次谐波的表面等离子体激元-极化激元的通量。这些“慢”和“快”通量的表面等离子体激元极化激元形成在两个谐波在弱相互作用。结果表明,在一次谐波和二次谐波的强相互作用下,表面等离子体激元-极化激元脉冲分别作为亮孤子和暗孤子传播。
2012-10-01 physics.optics
Optical guided dispersions and subwavelength transmissions in dispersive plasmonic circular holes
数值研究了色散等离子体圆孔的光传输特性,重点研究了其亚波长导光特性。为了更好地理解孔直径对导频色散特性的影响,研究了几种孔直径下的导模,包括表面等离子体激元模和圆波导模,特别是当金属包层具有等离子体频率依赖性时。并与色散等离子体间隙的导频色散特性作了简要的比较[K。Y. Kim等人,Opt. Express 14,320-330(2006)],其是本结构的平面版本,以及具有完美电导体包层的圆形波导。最后,前三个TM状的主模式与不同的孔径的模态行为进行了检查相同的操作模式。
2009-02-19 physics.optics
Enhanced transmission through subwavelength apertures by excitation of particle localized plasmons and nanojets
我们研究,并说明与数值计算,传输增强亚波长的2D狭缝由于等离子体激元圆柱体的本征模的激发时,他们被放置在孔径入口处发挥的主导作用,也由于加强和高度本地化的能量在狭缝中的结果形成的纳米喷射。我们表明,提供照明的选择,使孔径传输本征模产生的,这种现象是独立的狭缝是否单独产生非凡的传输,虽然在前一种情况下,这种增强将添加到这个狭缝超传输。我们解决了几种颗粒尺寸,并强调这种现象的普遍性与不同的材料。
2011-04-05 physics.optics
Plasmonic modes of extreme subwavelength nanocavities
我们研究了一种新型的亚波长纳米腔的物理性质。它们基于U形金属-绝缘体-金属波导,支持表面等离子体激元的激发。波导由入射平面波从U的两侧同时激发。由于它们的有限长度,离散模式出现在纳米腔中。我们表明,相对于腔端的激发对称性允许观察的偶模和奇模。我们的调查包括近场和远场模拟,并预测一个强大的光谱远场响应的可比小纳米谐振器。在谐振腔中观察到的强近场增强可能适合于增加非线性光学效应、量子类比的效率,并且可能促进有源光学元件(诸如有源等离子体激元元件)的开发。
2010-04-14 physics.optics
All-angle negative refraction of highly squeezed plasmon and phonon polaritons in graphene-boron nitride heterostructures
纳米光子学的一个基本组成部分是实现极化激元负折射的能力,因为这可以证明许多独特的纳米级应用,如深亚波长成像,超透镜和新的指导。然而,为了实现高度压缩的极化激元的负折射,例如石墨烯中的等离子体激元和氮化硼(BN)中的声子极化激元,其波长被压缩超过100倍,需要能够随意翻转其群速度的符号,这是具有挑战性的。在这里,我们揭示了石墨烯-BN异质结构中的等离子体激元和声子极化激元之间的强耦合可以用于翻转所产生的混合(等离子体激元-声子-极化激元)模式的群速度的符号。我们预测了等离子体激元和声子极化激元之间的全角度负折射,更令人惊讶的是,混合石墨烯等离子体激元之间,以及混合声子极化激元之间。因此,石墨烯-BN异质结构为纳米超颖表面和纳米成像元件的设计提供了通用平台。
2017-06-15 physics.optics
Plasmon-polaritons and diffraction on the layer of asymmetric hyperbolic metamaterial
我们考虑了沿一层双曲型超材料的等离子激元在各向异性轴平面内传播,其方向任意。作为层状材料,我们使用周期性的平面层状人工介质或薄金属和电介质层的双曲超材料,并产生其均匀化。找到了快、慢、泄漏、滑动流、前向和后向等离子体激元-极化激元存在的条件,得到了任意偏振态平面波在这种结构上衍射的菲涅耳公式。计算了等离子体激元-极化激元的色散和平面波衍射。
2020-01-10 physics.optics
Control of Magnetic Dipole Emission with Surface Plasmon Polaritons
理论分析和实验证明了利用表面等离子体激元增强弱磁偶极跃迁的可能性,简单的平面几何形状和正弦波轮廓调制等离子体激元薄膜。自发发射的Eu 3+在沉积到等离子体表面上的有机基质中表现出特定的角度和极化模式,在电和磁偶极跃迁具有明确定义的最大值,在等离子体去耦条件下表现出的特性和大小的效果。
2018-06-13 physics.optics
Absence of unidirectionally propagating surface plasmon-polaritons in nonreciprocal plasmonics
在存在外部磁场的情况下,存在于金属-电介质界面处的表面等离子体激元被认为支持表面等离子体激元频率附近的单向频率范围,其中表面等离子体激元沿着一个方向而不是相反方向传播。最近的工作已经指出了这样一个单向范围的一些矛盾的后果,特别是包括违反的时间带宽产品的约束,否则应适用于一般静态系统。在这里,我们表明,这样一个单向的频率范围是非物理的,使用一般的热力学参数,和一个详细的计算的基础上的非局部流体动力学Drude模型的金属介电常数。我们的计算表明,表面等离子体极化激元保持双向的所有频率。这项工作推翻了长期以来对非互易光子学的信念,并强调了量子等离子体概念对理解非互易等离子体效应的重要性。
2018-09-13 physics.optics
Second Harmonic Generation from Grating-Coupled Hybrid Plasmon-Phonon Polaritons
极化激元可以提供强的光场增强,从而增强光-物质相互作用。在这里,我们实验观察到增强中红外二次谐波产生(SHG)使用光栅耦合的表面声子极化激元的6 H-SiC表面。在我们的实验中,我们通过改变激发光的入射角来测量沿极化激元色散的二次谐波。我们观察到的传播表面声子极化激元和本地化的等离子体共振在金光栅,证明了极化激元色散的修改,因为我们改变光栅和基板的面积比之间的杂交。工程等离子体声子极化激元杂交的设计方案进行了讨论。总体而言,与棱镜耦合和纳米结构相比,我们发现这种几何结构中极化子增强的SHG产率相当低,并讨论了可能的起源。
2022-09-01 physics.optics
Determination of the Surface Plasmons Polaritons extraction efficiency from a self-assembled plasmonic crystal
我们实验测量和分析描述的荧光增强通过沉积到金等离子体晶体,通过金沉积在自组装蛋白石上获得的宏观尺寸的二维光栅的CdSe/CdS纳米晶体。我们发现纳米晶体近场耦合到金表面等离子体激元(SPP),然后光栅诱导SPP再发射到远场的证据。我们开发了一个理论框架和一个原始的方法,以评估,从光致发光实验,光栅的SPP提取效率。
2013-11-10 physics.optics
Gap plasmon resonator arrays for unidirectional launching and shaping of surface plasmon polaritons
报道了一种小型化的表面等离子体激元(SPP)单向有效发射和整形装置的设计和实验实现。每个装置由具有不同尺寸的均匀间隔的间隙等离子体共振器的阵列组成。采用粒子群优化算法,在780 nm波长的5 μm束腰高斯光束的正射下,获得了约51%的理论二维发射效率。通过修正表面等离子体的波前,发射具有聚焦、贝塞尔和艾里轮廓的单向表面等离子体,并利用泄漏辐射显微镜成像。
2015-12-04 physics.optics
Transient behavior of surface plasmon polaritons scattered at a subwavelength groove
我们提出了一个数值研究和分析模型的光学近场衍射在附近的亚波长槽铣银表面。格林张量的方法允许计算的相位和振幅依赖的衍射波作为一个功能的槽的几何形状。结果表明,沿界面衍射的场的槽是等效的替代槽的振荡偶极线源。从格林函数的形式主义,以及再现渐近表面等离子体激元(SPP)波以及瞬态表面波在近区靠近凹槽的解析表达式。该模型与完整模拟之间的一致性非常好,表明瞬态"近区"制度不依赖于凹槽的精确形状。最后,它表明,复合衍射倏逝波模型,包括渐近SPP可以描述在这个瞬态近区的波长演化。这样的半解析模型可能有助于设计和优化更精细的光子电路,其行为在很大程度上将由表面波控制。
2007-04-05 physics.optics
Surface Plasmon Polaritons Excited By Electromagnetic Waves Under General Boundary Conditions
我们研究了单界面表面等离子体激元(SPPs)激发的电磁波下的一般电磁边界条件,允许非零的表面电荷和表面电流密度。在此基础上,我们导出了单界面表面等离子体的一般条件,并求解了表面等离子体受电磁波激发时的表面源分布和表面电磁波。
2014-09-15 physics.optics
Simultaneous observation of bright and dark polariton states in subwavelength gratings made from quasi-bulk WS$_2$
本研究利用体相WS$_2$亚波长光栅同时实现明暗极化激元态观测,通过激子与光子模式强耦合形成极化激元-BICs,并可通过调节薄膜厚度和光栅周期调控色散。
2024-12-16 physics.optics
Cavity Induced Tunable Extraordinary Transmission: A Unique Way of Funneling Light through Subwavelength Apertures
通过亚波长金属孔的超常传输已经被广泛研究和证明。在共振时,金属膜的两个表面上的表面等离子体激元之间的耦合将光子从一侧隧穿到另一侧通过亚波长孔径,基于金属介电参数和孔径几何尺寸具有小的传输效率。在这里,我们报告了一种完全不同形式的非常传输,其中两个亚波长互补孔与光学腔耦合时,诱导约100%的非常传输远离组成金属孔的自然等离子体共振。这种独特的腔相位驱动的等离子体共振使得能够在宽光谱范围内调谐非常透射带,这与先前报道的几何结构驱动的非常透射不同。
2017-10-01 physics.optics
Efficient coupling of light to graphene plasmons by compressing surface polaritons with tapered bulk materials
石墨烯等离子体激元有望在纳米光子学和光电学方面得到令人兴奋的应用。然而,由于它们的波长极短,光子与石墨烯等离子体的有效耦合-对于未来设备的开发至关重要-可能具有挑战性。在这里,我们提出并数值演示了红外光子和石墨烯等离子体激元之间的耦合,通过压缩极性和杂质半导体材料的锥形块体板上的表面极化激元。表面声子极化激元(在SiC中)和表面等离子体极化激元(在n-GaAs中)沿着锥形板的传播将极化激元波长从几微米压缩到约200 nm,这与石墨烯等离子体的波长完美匹配。所提出的耦合装置允许将入射光子能量转化为石墨烯等离子体的25%,因此,可以成为通往石墨烯等离子体电路的有效途径。
2018-05-09 physics.optics
Steps towards the experimental realization of surface plasmon polariton enhanced spontaneous parametric down-conversion
实现高效、小型化的纠缠光子源仍然是一个挑战。在这项工作中,我们的实验研究的可能性,以增强自发参量下转换过程中的表面等离子体激元。实验装置的细节将与增强因子的理论计算一起讨论。
2018-04-06 physics.optics
Controlling surface plasmon polaritons in transformed coordinates
变换光学允许显着增强控制的电磁波轨迹内的超材料与有趣的应用范围从完美的透镜隐形斗篷,地毯,集中器和旋转器。在这里,我们提出了一个审查弯曲的各向异性异质元表面设计使用的工具的变换等离子体,以实现类似的控制表面等离子体激元在圆柱形和圆锥形地毯,以及圆柱形斗篷,集中器和旋转器的非凸横截面。最后,在小曲率的极限下,我们给出了表面等离子体激元几何势的渐近形式。
2010-10-25 physics.optics
Generation of Subwavelength Plasmonic Nanovortices via Helically Corrugated Metallic Nanowires
我们表明,等离子体激元螺旋光栅由金属纳米线压印与螺旋槽或脊可以有效地用来产生等离子体激元涡旋的半径远小于工作波长。在我们提出的方法中,这些螺旋表面光栅的设计,使等离子体模式与不同的方位角量子数(拓扑电荷)的相位匹配,从而允许一个产生光学等离子体涡旋与任意拓扑电荷。设计等离子体螺旋光栅,有利于有效地产生等离子体涡流的一般原则推导和其适用性的等离子体涡流与零角动量到任意角动量的等离子体涡流的转换示出在几个特定的情况下。我们的分析,基于螺旋等离子体光栅中传播的电磁场的精确解和耦合模理论,表明即使在存在金属损耗的情况下,拓扑电荷m=0的基模也可以转换为拓扑电荷m=1和m=2的等离子体涡旋模,转换效率高达60%。在这项研究中引入的等离子体纳米涡旋为轨道角动量在宇宙中的令人兴奋的应用开辟了新的途径。
2015-07-21 physics.optics
Do Truly Unidirectional Surface Plasmon-Polaritons Exist?
在这项工作中,我们重新讨论了非互易等离子体结构上的表面波,并澄清是否允许在这个材料平台上存在严格单向的表面等离子体极化激元。通过研究不同的三维配置和频率制度,我们从理论上表明,虽然传统的表面磁等离子体由于非局域效应不是严格单向的,与文献中最近的预测一致,另一类重要的单向表面等离子体极化激元,存在于与不透明各向同性材料的界面处,即使在存在非局域性的情况下,也鲁棒地保持其单向性,以及任意小的耗散水平。我们还调查了极端的行为终止单向波导结构,这两类表面波,并讨论其反直觉的影响。
2019-04-28 physics.optics
Broadband and efficient plasmonic control in the near-infrared and visible via strong interference of surface plasmon polaritons
从理论和数值计算上证明了利用一对相控纳米缝可以实现近红外和可见光范围内表面等离子体激元的宽带可调谐控制。我们建立与耦合波模型,通过划分两个输入通道之间的入射功率相等的模拟支持,最大等离子体激元强度可交付到任何一方的纳米缝对是一个孤立的狭缝的两倍。对于宽带源,示出了具有波长的十分之一的量级的纳米缝分离的紧凑装置,以将几乎所有产生的等离子体激元转向一侧以获得相同的相位延迟,从而实现宽带单向等离子体激元发射器。所报道的效应可应用于超宽带和高效可调谐等离子体激元器件的设计。
2013-10-25 physics.optics
Comment on "Far-field microscopy with a nanometer-scale resolution based on the in-plane image magnification by surface plasmon polaritons"
这是一个小的评论有关的工作,由Szaninov等人。在物理评论Lett.94,057401(2005)。
2010-02-03 physics.optics
Control of surface plasmon-polaritons in magnetoelectric heterostructures
本文研究了具有磁电性质的金属-介质异质结构中的表面等离子激元。对各种可能构型的分析表明,磁电效应影响等离子体表面波的极化、局域化和色散。的基本情况下,铬(III)氧化物作为磁电电介质的详细描述,揭示了不同制度的磁电影响等离子体极化激元之间的切换。具有磁电成分的等离子体异质结构可以用作极化和色散敏感的仪器来揭示磁电耦合,此外还可以用作通过外部电场和磁场控制表面等离子体-极化激元色散和动力学的光学工具。除此之外,所描述的效果可以应用于操纵等离子体结构的远场光学响应。表现出巨磁电效应的复合磁电材料如$\mathrm{BaTiO_3/BiFeO_3}$在这方面具有很好的应用前景。
2017-11-27 physics.optics
Nano plasmon polariton modes of a wedge cross section metal waveguide
光学等离子体激元极化激元模式被限制在两个横向尺寸,以显着小于波长的开放式波导结构的尖锐的金属楔。分析揭示了两个独特的模式对应的本地化模式的楔形点和表面模式的传播突然弯曲的接口。这些预测伴随着独特的场分布和色散特性。
2008-04-15 physics.optics
Characterization of Surface-Plasmon Polaritons at Lossy Interfaces
我们描述了在一个色散和一个非色散线性各向同性均匀介质之间的有损耗平面界面处的表面等离子体激元,即,材料或超材料。具体地,我们求解麦克斯韦方程以获得这些介质的介电常数和磁导率的严格界限,使得满足这些界限意味着表面等离子体激元在界面处成功传播,并且违反界限阻碍传播,即,场从表面离域到体中。我们的表面等离子体激元的表征是有价值的检查可行性的建议的应用程序,并且,作为一个例子,我们采用我们的方法来伪造以前的预测,即表面等离子体激元传播通过一个表面的双负折射率介质发生任何介电常数和磁导率;相反,我们表明,传播只能发生某些介质参数。
2017-05-11 physics.optics
Transverse Chiral Optical Forces by Chiral Surface Plasmon Polaritons
近年来,倏逝波的横自旋角动量和贝林凡特自旋动量的新概念引起了人们的广泛关注。在这里,我们研究这些新的物理性质的电磁场的局部激发表面等离子体激元的上下文中。我们证明,无论是解析和数值计算,局部激发的表面等离子体激元具有横向自旋角动量和贝林凡特动量丰富和非平凡的特点。我们还表明,局部激发的表面等离子体激元的横向自旋角动量导致出现的横向手征力在相反的方向不同的手征对象。这种横向力的大小与光学梯度力和散射力相当。这一发现为实现手性生物分子的光学分离奠定了基础。
2015-10-26 physics.optics
Resonator channel drop filters in a plasmon-polaritons metal
研究了等离子体极化激元金属中的通道降频滤波器。这表明,光可以有效地下降。用FDTD方法得到的结果与用耦合模理论得到的结果一致。它还表明,在不考虑金属损失的情况下,沟道下降系统的品质因数达到4000。如果我们考虑损耗,则品质因数显著降低,这也导致较弱的液滴效率。
2006-01-08 physics.optics
Unidirectional Curved Surface Plasmon Polariton in a Radially Magnetized System
表面等离子体激元(SPP)的动态操纵和波转向在等离子体激元应用中是重要的。在这项工作中,我们激发一个弯曲的SPP拓扑连续施加径向磁偏置。我们认为,这是一种新的技术,以创建一个单向SPP沿弯曲的轨迹。我们还推导出一个格林函数模型的径向偏置等离子体,适用于弯曲的SPP。我们比较了单向弯曲的表面等离子体与通常的情况下,当施加轴向偏压的属性。
2021-10-21 physics.optics
Arbitrary spin-controlled directional coupling of surface plasmon polaritons
控制表面等离子体激元(SPP)的方向性已被广泛研究,但在报道的方法中,SPP的方向都是通过正交偏振来切换的。在这里,我们提出了一个计划来控制任意自旋极化的SPP的方向性。最极端的是,该器件可以将两个非常相邻的偏振分量分离到两个相反的方向。所提出的设计方案的多功能性可以提供偏振传感,偏振分裂和偏振控制等离子体器件的机会。
2018-07-27 physics.optics
Model of the Tamm plasmon polariton based solar cell
提出了一种基于Tamm等离子体激元的有机太阳能电池模型,该等离子体激元位于光子晶体和具有嵌入式正方形或六边形等离子体阵列的光敏层之间的界面处。在时间耦合模理论的框架下研究了这种结构的光谱特性,并通过传输矩阵法进行了验证。已经表明,与没有光子晶体的平面太阳能电池相比,光子晶体与光敏层的共轭导致在它们之间的界面处的Tamm等离子体激元的激发,并且因此导致积分吸收增加12%。
2021-09-29 physics.optics
One-way Tamm plasmon-polaritons on the interface of magnetophotonic crystals and conducting metal oxides
我们从理论上证明了在磁光子晶体和导电金属氧化物之间的界面上存在单向Tamm等离子体激元。与传统的表面等离子体极化激元(SPP)相比,Tamm等离子体极化激元(TPPs)发生在高于导电材料的体等离子体频率的频率处,条件是这种表面模式的色散曲线位于导电氧化物的光锥之外,同时落入磁光子晶体的光子带隙中。TPP的非互易性质是由于违反了结构中的周期性和时间反演对称性。通过对结构的场分布和透射谱的计算来证实理论结果,这可能会对应用中广泛的SPP相关现象产生潜在的影响。
2012-10-20 physics.optics
Channel plasmon-polaritons: modal shape, dispersion, and losses
我们理论上研究了具有与最近在电信波长下的实验中的几何结构类似的几何结构的通道等离子体激元(CPP)(Bozhevolnyi等人,Nature 440,508(2006))。采用多重多极子法和时域有限差分法对CPP的模态振型、色散关系和损耗进行了数值模拟。结果表明,随着波长的增加,基本CPP模式逐步向凹槽开口移动,在凹槽底部停止被引导,并与沿凹槽边缘运行的楔形等离子体激元-极化激元杂交。
2006-09-19 physics.optics
Surface Plasmon Polariton Mach-Zehnder Interferometer and Oscillation Fringes
我们提出了一个定量的实验分析的表面等离子体激元(SPP)干涉仪依赖于椭圆布拉格镜。利用泄漏辐射显微镜,在两个干涉仪出口处观察到单位可见度的振荡条纹。我们研究了SPP分束器的特性,并从实验上确定了SPP反射系数和透射系数的模和相位。
2010-02-03 physics.optics
Low-threshold directional plasmon lasing assisted by spatially coherent surface plasmon polaritons
我们从理论上提出了方向性,低阈值等离子体激元激光在近红外和可见光波长利用空间相干表面等离子体激元。阈值激光所需的增益强度可以通过兼容的结构参数在很大程度上调谐下来。我们的计算表明,不超过65厘米$^{-1}$在193.5太赫兹(1.55 $μ$ m)或267厘米$^{-1}$在474太赫兹(0.633 $μ$ m)的增益系数足以补偿阈值激光金属薄膜的耗散;这些值小于任何报告的研究在相同的频率。这些发现提出了一个平面固态等离子体激元激光,是高效和空间相干的路线。
2011-06-08 physics.optics
Optical control of azo-polymer film loaded surface plasmon- polariton wave
提出并实现了一种利用532 nm激光对偶氮聚合物负载表面等离子体激元波进行主动控制的方法。理论分析与实验结果一致,验证了该方法的有效性。旋光控制法具有样品制备简单、空间分辨率高、能选择性控制表面等离子体波的优点。这种光控制的表面等离子体激元波方法在集成等离子体学中具有潜在的应用价值。
2009-05-11 physics.optics
Manipulating the Interaction between Localized and Delocalized Surface Plasmon Polaritons in Graphene
纳米结构或外延石墨烯中局域或离域表面等离子体激元的激发由于其在传感器、开关和滤波器中的应用前景而引起了越来越多的关注。这些单一的共振可以耦合和有趣的光谱特征,可以通过利用所需的杂交。而到目前为止,只有本地化或离域表面等离子体激元之间的耦合已经研究了石墨烯纳米结构,我们认为在这里的本地化和离域表面等离子体激元之间的相互作用。这种相互作用可以通过两种不同的方案来实现,这两种不同的方案驻留在倏逝近场耦合或远场干涉上。所有可观察到的现象都得到了分析考虑的证实,为物理学提供了深入的见解,并为红外和太赫兹频率的紧凑和可调谐光学元件铺平了道路。
2014-05-30 physics.optics
Surface Plasmon Polariton microscope with Parabolic Reflectors
报道了一种基于抛物面布拉格反射镜的二维表面等离子体激元光学显微镜的实现。这些镜子是由光刻制造的金纳米结构的金薄膜。我们通过泄漏辐射显微镜的直接成像表明,SPP显微镜的放大倍率遵循几何光学的基本预测。空间分辨率下降到衍射极限所设置的值进行了演示。
2010-02-03 physics.optics
Data transmission in long-range dielectric-loaded surface plasmon polariton waveguides
在本文中,我们报告成功地传输10 Gbit/s的开关键控(OOK)调制信号,通过长距离DLSPPW的数据流的一致性几乎可以忽略不计的退化
2014-07-23 physics.optics
Light-emitting waveguide-plasmon polaritons
我们演示了在光波导中产生的光强烈耦合到金属纳米天线的周期性阵列。这种耦合产生了混合波导-等离子体激元(WPP),其经历了从等离子体激元到波导模式的嬗变,反之亦然,因为裸态的本征频率失谐通过零。在零失谐附近,该结构在远场几乎是透明的,但在波导内部维持强的局部场增强。因此,发光WPP在WPP使光消光最小化的能量和面内动量处被强烈增强。我们通过耦合谐振子的经典模型阐明了这些极化激元的不寻常性质。
2013-05-14 physics.optics
Directional coupling and focusing surface plasmon polaritons controlled by arbitrary spin of light
表面等离子体激元由于其特殊的性质,特别是在偏振控制器件中的应用,引起了人们的广泛兴趣。通常偏振控制器件包括定向耦合器、聚焦透镜和等离子体涡旋透镜,它们几乎都是由输入的圆偏振光或线偏振光控制的。本文提出了一种新型器件,该器件实现了对任意自旋入射光的高偏振消光比定向耦合和聚焦功能。该器件为偏振传感、偏振分光、偏振复用近场图像和表面等离子体全息术的发展提供了可能。
2018-07-27 physics.optics
Ultimate limit of field confinement by surface plasmon polaritons
我们表明,电场限制在金属/电介质界面处传播的表面等离子体激元增强了由于朗道阻尼的损耗,并有效地限制了限制本身的程度。我们证明了朗道阻尼和与之相关的表面碰撞阻尼直接遵循自由电子气体介电常数的Lindhard公式。此外,我们还证明了,即使消除了由声子、电子-电子和界面粗糙散射引起的所有传统损耗机制,与最好的现有等离子体材料(例如银)相比,最大可达到的限制程度和伴随它的损耗不会显著改变。
2014-10-05 physics.optics
Deep-Subwavelength Plasmon Polariton Atomic Cavity Detector for Frequency- and Polarization-Sensitive Terahertz Detection and Imaging
State Key Laboratory of Optoelectronic Materials and Technologies(光电信息材料与技术国家重点实验室);Guangdong Province Key Laboratory of Display Material and Technology(广东省显示材料与技术重点实验室);School of Electronics and Information Technology(电子与信息学院);Sun Yat-sen University(中山大学)
石墨烯等离子极化子原子腔探测器实现深亚波长尺度下的高频偏振敏感太赫兹检测与成像
2026-01-05 physics.optics
Anisotropy-assisted non-scattering coherent absorption of surface plasmon-polaritons
控制电磁导模传播的能力是集成纳米光子学的核心。表面等离子体激元是集成光学系统中的一类导模。在这里,我们提出了一个理论设计的相干表面等离子体吸收器,可以完美地收获能量的相干入射表面等离子体没有寄生散射到自由空间模式。由于吸收体的特别定制的各向异性,避免了通常伴随着界面边界的表面等离子体激元的散射的自由空间模式的激发。对空间非均匀有限尺寸结构中相干SPP吸收体的概念进行了数值分析。我们相信,我们的研究结果将是重要的集成纳米等离子体系统的发展。
2016-05-31 physics.optics
Multiple surface-plasmon-polariton waves guided jointly by a metal and a hyperbolic, dielectric, structurally chiral material
金属和双曲电介质结构手性材料的平面界面可以支持在界面平面中以指定频率并沿着指定方向的无表面等离子体激元(SPP)波、一个表面等离子体激元波或多个表面等离子体激元(SPP)波的传播。当多个SPP波可以存在时,它们在相速度、传播长度、到界面的局部化程度以及相关联的电磁场的空间轮廓方面不同。
2014-03-07 physics.optics
Gap plasmon polariton structure for very efficient micro to nano scale interfacing
微尺度光子学和纳米尺度等离子体之间的无缝过渡需要不同波导机制之间以及场横向尺寸的几个数量级之间的缓解,下降到波长的一小部分。通过利用微米和纳米尺度的间隙等离子体激元极化激元波,可以使用超短(几微米)非绝热锥形间隙等离子体激元波导实现非常高的功率传输效率(>60%)。同样的机制可以用来收集入射光波,并将它们引导到纳米孔或狭缝中,以表现出异常传输-而没有传统的周期性结构。等离子体激元和振荡模式的特殊相互作用进行了分析。
2006-05-23 physics.optics
Asymmetric coupling and dispersion of surface-plasmon-polariton waves on a periodically patterned anisotropic metal film
银的柱状薄膜(CTF)的形态使其成为有效的双轴各向异性连续体。银沉积在一维光栅的光致抗蚀剂的CTF表现出强烈的闪耀作用和不对称耦合的光辐射的表面等离子体激元(SPP)波传播只沿一个方向支持的CTF/光致抗蚀剂或CTF/空气界面。均匀化的CTF使用Bruggeman形式主义揭示了他们显示双曲线色散,和SPP波的色散,从而得到充分的描述。
2014-09-23 physics.optics
Tailoring the excitation of localized surface plasmon-polariton resonances by focusing radially-polarized beams
研究了聚焦径向偏振光与金属纳米球的相互作用。通过扩大电磁场的多极,我们获得洞察局部表面等离子体极化激元共振的激发在纳米粒子。我们发现,集中的径向偏振光束提供了更多的机会比一个聚焦的平面波或高斯光束调谐的近场和远场系统的响应。这些结果在纳米光学、光镊和光数据存储中有应用。
2009-01-05 physics.optics
Coherent amplification and lasing of weak surface-plasmon polaritons in a negative-index metamaterial with a resonant atomic medium
表面等离子体激元(SPPs)激光需要粒子数反转,效率低,光谱特性差。我们开发了一种无反转的量子等离子体波导的概念,利用单向超辐射SPP发射的辐射产生强烈的相干表面等离子体光束。我们的方案包括一个共振驱动的冷原子介质在无损介质位于超低损耗负折射率超材料~(NIMM)层。我们提出在原子介质和NIMM层界面内产生等离子体场的单向超辐射,并通过引入超辐射SPP波和耦合激光场之间的相位匹配来实现放大的SPP。我们还建立了弱调制等离子体激元场和原子系综的集体振荡之间的参数共振,从而抑制稳定放大的定向极化激元模式的退相干。我们的方法结合了原子介质的量子增益,得到了超辐射SPP波相干放大的充分条件,并将此方法应用于与弱极化激元波耦合的原子介质的量子动力学。我们的波导配置作为一个表面等离子体激元激光器和量子等离子体激元晶体管,并打开了前景,设计可控的纳米尺度激光器的量子和纳米光子应用。
2020-10-15 physics.optics