Nanogroove array on thin metallic film as planar lens with tunable focusing
给出了金膜表面对称纳米沟槽阵列金属平面透镜的光场分布的数值计算结果,并对结果进行了解释。透射光强的近场和远场分布都是用格林函数形式计算的。最佳的横向焦点的基础上的二次变化的槽宽的结果。同时,从空气侧通过金膜入射到介电基板的光的波长的焦距上的一个显着的依赖性被发现为这种检测器配置。
2012-12-20 physics.optics
Thermal scanning probe lithography for fabrication of perforated metallic films
提出一种基于热扫描探针光刻技术的新方法,可直接在银膜上制备任意穿孔图案,扩展了其在光子器件制备中的应用。
2025-10-14 physics.optics
Near-field Holographic Retrieval of an Isolated Subwavelength Hole in a Thin Metallic Film
利用全息方法,我们实验研究了压缩光通过金属薄膜中孤立的亚波长等离子体激元孔的近场强度分布。我们的实验揭示了在隔离孔附近激发的面内电偶极矩。通过分析面内偶极子与平面波照射形成的条纹图,可以反演偶极子的透射系数和相移。我们还观察到相反的相位的激发偶极子从亚波长的凹陷和突起的金属膜,在很好的协议从我们的模型预测。我们的方法可以用来研究等离子体和纳米光子系统的光-结构相互作用的微观过程,在高密度光数据存储中具有潜在的应用。
2014-04-02 physics.optics
Theory of Optical Rectification Effect in Metallic Thin Film with Periodic Modulation
我们对周期调制金属结构中的光整流效应进行了理论和数值研究。提出了一种新的OR效应公式,并阐明了OR效应产生的机制,这在以前的研究中一直是一个有争议的问题。我们发现,OR效应强烈增强的金属结构和局部电场增强的空间变化的组合。我们的理论进行了数值评估,并同意与实验相当好。
2014-09-01 physics.optics
Imaging using nano metallic films: from evanescent wave lens to resonant tunnelling lens
已知薄金属板能够聚焦点源的TM波的近场。在这里,我们表明,薄金属板实际上具有远场图像,并通过共振隧穿系统的简单修改,双金属板可以给出一个明亮的图像与远场和近场的细节。
2007-01-15 physics.optics
Enhanced transmission of slit arrays in an extremely thin metallic film
研究了狭缝阵列的水平谐振。它们可以导致使用单模近似无法解释的增强传输。当窄缝的波长非常接近周期时,发现了一种新的腔谐振。它可以激发非常低的厚度。优化表明,这些结构可以构成有趣的单色滤波器。
2006-11-10 physics.optics
Birefringence induced polarization-independent and nearly all-angle transparency through a metallic film
我们提出了一个双折射的路线完美的电磁(EM)波隧道通过金属薄膜,它依赖于均匀的双折射涂层与温和的和积极的参数只有。在这种双折射金属双折射(BMB)结构中,对于两种偏振和几乎所有入射角都实现了EM透明性。传统的电介质-金属-电介质介质中的严格限制,即,在我们的方法中,不需要具有极负介电常数、高磁场和偏振依赖性(仅对于TE波)的介电常数。通过对双折射结构的有效介质理论和电磁场的分析,得到了双折射结构完全透射的判据。在相当大的频率范围内的无损和有损情况下的解决方案。
2011-06-22 physics.optics
Porosity Effect on Surface Plasmon Resonance from Metallic Sculptured Thin Films
当使用由金属制成且厚度为$\leq50$ nm的雕刻薄膜(STF)代替Kretschmann配置中的致密金属层时,包括平行倾斜纳米线的STF的实验数据显示,仍然可以激发表面等离子体共振(SPR)。随着所选STF的孔隙率增加,实验数据和数值模拟表明,SPR倾角相对于激发平面波的入射角变宽,并最终消失,留下一个残余峰附近的发病全内反射制度。
2008-06-18 physics.optics
Second-harmonic generation in graded metallic films
我们研究了梯度金属薄膜的有效二次谐波产生(SHG)的磁化率,通过调用本地场效应,并进一步数值证明,梯度金属薄膜可以作为一种新型的光学材料,用于产生广泛的结构,在线性和SHG响应和增强的SHG信号。
2005-02-02 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Large-area, Lithography-Free Super Absorbers and Color Filters at Visible Frequencies Using Ultrathin Metallic Films
等离子体材料和超材料已经被广泛用于实现基于由光子与纳米结构材料的相互作用引起的局域或离域共振的光谱透射、反射和吸收滤波器。实现可见频率,高性能,大面积,基于纳米等离子体材料的光学滤波器是相当具有挑战性的,由于纳米纤维相关的问题(成本,制造缺陷,表面粗糙度)和金属的光学损耗。在这里,我们提出并展示了大面积完美的吸收器和透射滤波器,克服了与纳米纤维相关的困难,使用光刻免费的方法。我们还在滤光片设计中利用金属的光损耗并从中受益。我们的谐振光学滤波器的设计是基于一个修改后的,非对称的金属-绝缘体-金属(MIM)的法布里-珀罗腔与等离子体,有损耗的超薄(~30 nm)的金属薄膜用作顶部的金属层。我们展示了一种窄带宽(~17 nm)的超吸收剂,最大吸收率为97%,其性能与基于纳米结构/纳米颗粒的超吸收剂相当。我们还研究了使用超薄金属膜的透射(彩色)滤光片,其中可以通过控制电介质间隔物的厚度来获得不同的颜色。随着性能参数的透射峰强度达到60%和~ 40 nm的窄带,我们的彩色滤光片超过了广泛研究的等离子体纳米孔阵列的彩色滤光片的性能。所提出的使用超薄金属膜的非对称法布里-珀罗腔可以在光谱选择性光学(颜色和吸收体)滤波器、具有受控带宽的光电子器件(例如窄带光电探测器)和发光器件中找到应用。
2014-10-28 physics.optics
Enhanced transmission of optically thick metallic films at infrared wavelengths
对于光学厚的金属膜,s偏振波和p偏振波的透射率都非常低。如果在金属膜的两侧上涂覆有限的电介质层,则可以显著地增强$p$偏振波的光透射。这种增强与表面等离子体激元极化无关。相反,这是由于在涂覆的电介质层中的法布里-珀罗干涉和在电介质/金属界面处的布鲁斯特角的存在之间的相互作用。结果表明,这种金属薄膜在红外波段具有优良的偏振性能。
2005-11-30 physics.class-ph physics.optics
Surface plasmons in metallic films of arbitrary thickness with mirror boundary conditions
考虑任意厚度的金属膜。我们表明,反射边界条件的表面等离子体振荡(表面等离子体)的描述问题允许解析解。此外,这个问题可以推广到更一般的情况下进行物质(特别是,和半导体)。
2012-05-30 physics.optics physics.plasm-ph
Effective Third-Order Nonlinearities in Metallic Refractory Titanium Nitride Thin Films
纳米光子器件提供了一种前所未有的能力,可以将光集中到小体积中,这可以大大增加非线性效应。然而,传统的等离子体材料遭受低损伤阈值并且与标准半导体技术不兼容。本文利用Z扫描方法研究了新型耐高温等离子体材料氮化钛在1550 nm和780 nm波长下的非线性光学性质。我们比较提取的非线性参数TiN与以前的工作贵金属,并注意到类似的大的非线性光学响应。然而,TiN膜已被证明表现出比类似厚度的金膜高高达一个数量级的损伤阈值,同时也是鲁棒的、成本有效的、生物和CMOS兼容的。这些特性使TiN成为一种有前途的金属基非线性光学材料。
2015-07-23 physics.optics
Optical nonlinearity enhancement of graded metallic films
研究了具有弱非线性的梯度金属薄膜的有效线性和三阶非线性极化率。由于简单的几何形状,我们能够准确地推导出具有Drude介电梯度分布的梯度结构内部的局部场。计算了有效线性介电常数和三阶非线性极化率。我们研究了表面等离子体共振效应对梯度金属薄膜的光吸收、光学非线性增强和品质因数的影响。研究发现,金属薄膜中存在的梯度在光学区域产生了宽的等离子体共振带,从而大大增强了光学非线性,从而获得了较大的品质因数。我们建议做实验来检查我们的理论预测,因为梯度金属薄膜可以更容易地制造比梯度颗粒。
2004-05-19 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Experimental verification of broadband cloaking using a volumetric cloak composed of periodically stacked cylindrical transmission-line networks
通过测量验证了使用由堆叠的二维传输线网络组成的体积结构的隐身。测量是在波导中进行的,其中插入了金属圆柱体阵列,导致波导短路。金属圆柱体使用先前设计和模拟的斗篷来隐藏圆柱体,从而使波在波导内传播。
2008-11-18 physics.optics
Surface Plasmons in Thin Metallic Films
对于厚度不超过表层厚度的金属薄膜,表面等离子体振荡的描述问题可以用电子自由程长度与薄膜厚度之间的任意比值进行解析求解。研究了表面等离子体振荡频率与波数的关系。
2010-10-11 math-ph math.MP physics.optics
Selective reflection technique as a probe to monitor the growth of a metallic thin film on dielectric surfaces
控制薄膜的形成在技术上具有挑战性。膜和表面附近原子的物理性质的知识可以帮助改善对膜生长的控制。我们研究了使用成熟的选择性反射技术来探测薄膜在其生长过程中,同时监测膜的厚度,原子表面范德华相互作用和在表面附近的蒸汽属性。
2013-10-31 physics.atom-ph physics.chem-ph physics.optics
Dyadic Green Function Approach to Multichromophoric Forster Resonance Energy Transfer under Electromagnetic Fluctuations near Metallic Thin Films
近场光谱信息对于确定金属表面附近的福斯特共振能量转移(FRET)速率和距离依赖性至关重要。金属表面附近的高密度倏逝近场模可以强烈地调制多色体系中的FRET。基于先前的广义FRET [A. Poudel,X. Chen和M. Ratner,J. Phys. Chem. Lett. 7(2016)955],FRET理论被推广用于纳米光子结构的倏逝表面电磁波附近的多发色团聚集体和非平衡情况。建立了倏逝近场存在下多色荧光共振能量转移(MC-FRET)的经典并矢格林函数(DGF)方法。经典的DGF方法提供了发射和吸收光谱耦合和倏逝电磁场之间的相互作用的微观理解。环状结构的MC-FRET在银薄膜附近表现出复杂的距离依赖性。给出了双曲型多层薄膜的解析表达式,金属薄膜引起的广义耦合由金属表面上的散射DGF确定。通过忽略消逝波中的$S$波来分解约化散射DGF,显示了金属薄膜的界面如何调制MC-FRET。
2023-02-13 physics.chem-ph physics.optics
Quantum plasmonics: second-order coherence of surface plasmons launched by quantum emitters into a metallic film
我们解决的问题,单表面等离子体激元的量子光源发射到扩展的金膜的二阶相干性。量子光源由扫描荧光纳米金刚石制成,拥有五个氮空位(NV)色心。通过使用一个专门设计的显微镜,结合近场光学与远场泄漏辐射显微镜在傅立叶空间和适应的空间滤波,我们发现,光的初始源的量子统计被保存后转换为表面等离子体激元和传播沿多晶金膜。
2012-06-24 cond-mat.mes-hall physics.optics
Polarization effects in metallic films perforated with a bidimensional array of subwavelength rectangular holes
几年来,周期性阵列的亚波长圆柱形孔在薄金属层已采取了至关重要的上下文中的Ebbesen等人,特别是有吸引力的光传输实验报告的结果。已经强调的是,零阶透射图案不依赖于垂直入射的入射光的偏振。在本文中,我们表明,这是不是矩形孔的情况下,通过对比圆孔的情况下。在这种情况下,我们提出了一种新的偏振器,目前的优势所带来的原始Ebbesen设备。假设最近对这些种类的金属光栅的技术兴趣,这种偏振器可以导致新的技术应用。
2005-02-07 cond-mat.other physics.optics
Optical and Electrical Properties of Nanostructured Metallic Electrical Contacts
我们研究了在倾斜衬底上通过真空金属蒸发获得的具有梯度厚度的银膜的光学和电学性质,以评估它们作为半透明电接触的用途。我们测量了它们的椭圆偏振系数,光传输和电导率为不同的宽度,我们采用了一种有效的递归方法来计算它们的宏观介电函数,它们的光学性质和它们的微观电场。非常薄的薄膜的拓扑结构对应于断开的岛,而非常宽的薄膜是简单连接的。对于中间宽度的膜变得不连续的,多连接的,其微观电场发展热点的光学谐振出现附近的导电相的渗透阈值,产生大的欧姆损耗,增加了吸收率以上的相应的均匀的膜。优化膜的厚度以使其透射率在导电相的逾渗阈值以上最大化,我们获得了透射率T = 0.41和薄层电阻$R_{\square}^{\mathrm{max}}\approx2.7Ω$的膜。我们还分析了多孔硅电致发光器件的发射频率偏移时,银膜作为固体电接触在电解质的替代。
2016-09-15 cond-mat.mes-hall physics.optics
Non-reciprocal optical reflection from a bidimensional array of subwavelength holes in a metallic film
利用模拟和理论论证,我们研究了沉积在玻璃衬底上的穿孔金膜的镜面反射。一个正方形晶格的圆柱形孔被假定为产生的周期性的横向散射需要杂交的表面等离子体与辐射状态。它示出,对比传输方法,在膜的任一侧上的反射的知识提供单独的信息上的金真空表面等离子体激元和金玻璃界面等离子体激元。最近的实验数据,该系统的具体实施进行了重新审查,这些显示出良好的协议之间的测量反射和模拟在两个方向的入射波探头。这证实了在远场评估表面等离子体特性时考虑反射不对称性的重要性。
2005-02-07 cond-mat.other physics.optics
Role of Wood anomalies in optical properties of thin metallic films with a bidimensional array of subwavelength holes
最近的工作处理的光传输的亚波长孔阵列中的金属层沉积在介质基板上。为了使系统尽可能真实,我们进行了模拟,以启发实验数据。本文提出了一种调查的光学性质有关的传输这样的设备。数值模拟给出的理论结果与实验吻合良好,我们观察到,传输和反射行为对应于Fano的配置文件与共振响应的本征模式耦合非均匀衍射订单。因此,我们的结论是,观察到的传输特性可以解释为共振伍德的异常。
2003-11-04 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Optical absorption of a Cu$_2$SnS$_3$ (CTS) layer trapped by metallic thin films in multilayer configuration
本文利用麦克斯韦方程组研究金属薄膜包覆CTS层的光学吸收,发现光学腔效应可显著增强吸收,最大吸收率达60%,为太阳能电池厚度优化提供指导。
2025-08-06 physics.app-ph physics.optics
Light transmission assisted by Brewster-Zennek modes in chromium films carrying a subwavelength hole array
这项工作证实,不仅表面等离子体激元,但许多其他种类的电磁本征模应被视为在解释的值的透射率通过一个平板轴承的二维周期性周期性的。具体地说,布鲁斯特Zennek模式出现在金属薄膜表现出弱的正介电常数的区域中的作用。研究表明,在适当的晶格参数下,这些模式在铬薄膜的光传输中起着重要的作用。
2005-02-07 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Photon induced near-field electron microscopy from nanostructured metallic films and membranes
我们调查-实验和理论-非弹性之间的相互作用的快速电子和电磁场散射的金属孔和纳米结构的电介质膜,使用光子诱导近场电子显微镜。在高亮度超快透射电子显微镜中进行的实验-在氮化硅膜上的金孔上显示电子-光耦合强度的强烈调制。我们证明了这种效应是由孔径边缘散射的电场和介质膜对入射波的反射和透射共同作用的结果。此外,当在金属孔内添加纳米结构时,新的散射场干扰先前的贡献,从而在电子-光耦合强度的附加调制中压印纳米结构的光学响应。使用系统的电动力学模拟的基础上的绿色并矢方法,我们定量分析这些不同的贡献的电子-光耦合,并提出进一步的应用。
2023-03-20 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Giant enhancement of silicon plasmonic SWIR photodetection using nanoscale self-organised metallic films
许多消费者技术和科学方法依赖于红外线的光电检测。我们报道了一个肖特基光电探测器工作在硅的带隙能量以下,通过热载流子注入从纳米金属吸收。我们的设计依赖于简单的CMOS兼容的“自下而上”的分形纳米结构铝膜的制造。由于纳米结构的分形性质,铝膜在宽波长范围内支持等离子体增强吸收。我们证明了两个数量级的改善响应度,噪声等效功率,和探测率相比,散装金属,在广泛的光谱和角度范围。我们把这归因于纳米分形几何的动量弛豫过程。具体来说,我们证明了量子效率的提高和结构参数,如周长表面比之间的直接联系。最后,我们的设备还可以用作体折射率传感器。我们的方法是一个有前途的候选人,未来的成本效益和强大的短波红外光电探测和传感应用。
2019-09-27 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics