Брэгговские решётки с подавлением паразитного рассеяния для поверхностных плазмон-поляритонов

Брэгговские решётки с подавлением паразитного рассеяния для поверхностных плазмон-поляритонов

Автор: Кадомина Елена Андреевна, Безус Евгений Анатольевич, Досколович Леонид Леонидович

Журнал: Компьютерная оптика @computer-optics

Рубрика: Дифракционная оптика, оптические технологии

Статья в выпуске: 5 т.42, 2018 года.

Бесплатный доступ

В работе на основе численного моделирования методом связанных волн исследованы рабочие характеристики (энергетическая эффективность и потери на рассеяние и поглощение) диэлектрических брэгговских решёток для поверхностных плазмонных поляритонов (ППП). Показано, что основной причиной снижения эффективности брэгговских отражателей является паразитное рассеяние поверхностных плазмон-поляритонов на ступеньках решётки. В качестве эффективных способов уменьшения рассеяния предложено увеличение периода решётки при постоянном аспектном отношении, а также использование двухслойной конфигурации ступенек решётки. Показано, что применение этих двух подходов позволяет увеличить эффективность брэгговской решётки на 15-35 %. Результаты работы могут найти применение при создании эффективных элементов плазмонной оптики.

Еще

Поверхностный плазмон-поляритон, брэгговская решётка, подавление рассеяния, плазмоника, нанофотоника

Короткий адрес: https://sciup.org/140238442

IDR: 140238442   |   DOI: 10.18287/2412-6179-2018-42-5-800-806

Список литературы Брэгговские решётки с подавлением паразитного рассеяния для поверхностных плазмон-поляритонов

  • Ma, R.-M. Plasmon lasers: coherent light source at molecular scales/R.-M. Ma, R.F. Oulton, V.J. Sorger, X. Zhang//Laser & Photonics Reviews. -2013. -Vol. 7, Issue 1. -P. 1-21. - DOI: 10.1002/lpor.201100040
  • Xie, Z. Plasmonic nanolithography: A review/Z. Xie, W. Yu, T. Wang, H. Zhang, Y. Fu, H. Liu, F. Li, Z. Lu, Q. Sun//Plasmonics. -2011. -Vol. 6. -P. 565-580. - DOI: 10.1007/s11468-011-9237-0
  • Atwater, H.A. Plasmonics for improved photovoltaic devices/H.A. Atwater, A. Polman//Nature Materials. -2010. -Vol. 9. -P. 205-213. - DOI: 10.1038/nmat2629
  • Griesing, S. Refractive and reflective behavior of polymer prisms used for surface plasmon guidance/S. Griesing, A. Englisch, U. Hartmann//Optics Letters. -2008. -Vol. 33, Issue 6. -P. 575-577. - DOI: 10.1364/OL.33.000575
  • Hohenau, A. Dielectric optical elements for surface plasmons/A. Hohenau, J.R. Krenn, A.L. Stepanov, A. Drezet, H. Ditlbacher, B. Steinberger, A. Leitner, F.R. Aussenegg//Optics Letters. -2005. -Vol. 30, Issue 8. -P. 893-895. - DOI: 10.1364/OL.30.000893
  • Holmgaard, T. Bend-and splitting loss of dielectric-loaded surface plasmon-polariton waveguides/T. Holmgaard, Z. Chen, S.I. Bozhevolnyi, L. Markey, A. Dereux, A.V. Krasavin, A.V. Zayats//Optics Express. -2008. -Vol. 16, Issue 18. -P. 13585-13592. - DOI: 10.1364/OE.16.013585
  • Bezus, EA. Near-wavelength diffraction gratings for surface plasmon polaritons/E.A. Bezus, L.L. Doskolovich, V.A. Soifer//Optics Letters. -2015. -Vol. 40, Issue 21. -P. 4935-4938. - DOI: 10.1364/OL.40.004935
  • González, M.U. Analysis of the angular acceptance of surface plasmon Bragg mirrors/M.U. González, A.L. Stepanov, J.C. Weeber, A. Hohenau, A. Dereux, R. Quidant, J.R. Krenn//Optics Letters. -2007. -Vol. 32, Issue 18. -P. 2704-2706. - DOI: 10.1364/OL.32.002704
  • Elser, J. Scattering-free plasmonic optics with anisotropic metamaterials/J. Elser, V.A. Podolskiy//Physical Review Letters. -2008. -Vol. 100, Issue 6. -066402. - DOI: 10.1103/PhysRevLett.100.066402
  • Bezus, EA. Scattering suppression in plasmonic optics using a simple two-layer dielectric structure/E.A. Bezus, L.L. Doskolovich, N.L. Kazanskiy//Applied Physics Letters. -2011. -Vol. 98, Issue 22. -P. 221108. - DOI: 10.1063/1.3597620
  • Bezus, EA. Low-scattering surface plasmon refraction with isotropic materials/E.A. Bezus, L.L. Doskolovich, N.L. Kazanskiy//Optics Express. -2014. -Vol. 22, Issue 11. -P. 13547-13554. - DOI: 10.1364/OE.22.013547
  • Avrutsky, I. Sub-wavelength plasmonic modes in a conductor-gap-dielectric system with a nanoscale gap/I. Avrutsky, R. Soref, W. Buchwald//Optics Express. -2010. -Vol. 18, Issue 1. -P. 348-363. -DOI; 10.1364/OE.18.000348.
  • Sannikov, DG. The surface mode of a dielectric waveguide with metal substrate/D.G. Sannikov, D.I. Sementsov//Technical Physics Letters. -2003. -Vol. 29, Issue 5. -P. 353-356. - DOI: 10.1134/1.1579792
  • Randhawa, S. Design and properties of dielectric surface plasmon Bragg mirrors/S. Randhawa, M.U. González, J. Renger, S. Enoch, R. Quidant//Optics Express. -2010. -Vol. 18, Issue 14. -P. 14496-14510. - DOI: 10.1364/OE.18.014496
  • Moharam, MG. Stable implementation of the rigorous coupled-wave analysis for surface-relief gratings: enhanced transmittance matrix approach/M.G. Moharam, D.A. Pommet, E.B. Grann, T.K. Gaylord//Journal of the Optical Society of America A. -1995. -Vol. 12, Issue 5. -P. 1077-1086. - DOI: 10.1364/JOSAA.12.001077
  • Silberstein, E. Use of grating theories in integrated optics/E. Silberstein, P. Lalanne, J.P. Hugonin, Q. Cao//Journal of the Optical Society of America A. -2001. -Vol. 18, Issue 11. -P. 2865-2875. - DOI: 10.1364/JOSAA.18.002865
  • Doskolovich, L.L. Nanoscale photolithography by means of surface plasmon interference/L.L. Doskolovich, E.A. Kadomina, I.I. Kadomin//Journal of Optics A: Pure and Applied Optics. -2007. -Vol. 9, No 10. -P. 854-857. - DOI: 10.1088/1464-4258/9/10/013
  • Bezus, E.A. Diffraction gratings for generating varying-period interference patterns of surface plasmons/E.A. Bezus, D.A. Bykov, L.L. Doskolovich, I.I. Kadomin//Journal of Optics A: Pure and Applied Optics. -2008. -Vol. 10, No 9. -095204 (5pp). - DOI: 10.1088/1464-4258/10/9/095204
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp