Свет может проходить через наноотверстия

-->

Исследуя наноапертуры в металлических пленках, ученые Бостонского Университета (Boston University), США показали, что свет может проходить через отверстия, которые в 100 раз меньше, чем длина волны этого света. Группа, в которую входили также физики Кембриджского Университета (University of Cambridge), Великобритания, также показала, что локализация света и характеристики пропускания могут быть подобраны изменением геометрии апертуры – то, что является необыкновенно важным во многих приложениях, а в особенности, в нелинейной оптике и молекулярной спектроскопии.

Руководитель группы Хаттис Элтаг (Hatice Altug) так прокомментировала результаты: «Фотоны среднего инфракрасного диапазона могут быть сфокусированы в сверхмалые объемы, примерно в 105 раз меньшие, чем возможности фокусировки, которые дает обычная оптическая линза». The researchers reported their work in Applied Physics Letters: Ahmet Ali Yanik, Xihua Wang, Shyamsunder Erramilli, Mi K. Hong, and Hatice Altug, – Extraordinary midinfrared transmission of rectangular coaxial nanoaperture arrays, – Appl. Phys. Lett. 93, 081104 (2008); DOI:10.1063/1.2973165

LightNanoholes1_112008.jpg Исследовательская группа

Для проведения экспериментов группа изготовила 100 х 100 мкм матрицы коаксиальных прямоугольных апертур в оптических пленках толщиной 100 нм.

Несмотря на то, что наноапертуры приблизительно в 100 раз меньше длины волны падающего инфракрасного излучения, почти 50% излучения проходит через оптически толстые металлические пленки. Это становится возможным потому, что падающее излучение преобразуется в поверхностные плазмонные волны (плазмонные возбуждения), которые эффективно проходят через отверстия наноразмера. Когда плазмон достигает противоположной поверхности, каждое отверстие работает как точечный источник излучения, преобразуя плазмоны обратно в излучение. Как результат интерференции между множеством наноотверстий образуется реконструированная плоская волна.

LightNanoholes2_112008.jpg Матрицы отверстий

Фотоны регистрируются приемниками излучения, которые поставляют информацию о геометрических и электромагнитных характеристиках отверстия.

Глубина интерференции и, соответственно, эффективность пропускания, а также поляризационные харатеристики существенно зависят от геометрии апертуры. Это происходит потому, что плазмоны, образованные падающим излучением, могут пройти через отверстие в пленке к задней поверхности только путем передачи энергии локальным плазмонам, связанным с апертурой.

Такой «необыкновенный эффект пропускания» излучения через наноотверстия может привести к значительным изменениям электромагнитного поля и его локализации в очень малом объеме, что является многообещающим для нелинейных оптических систем и систем повышения качества вибро- сигналов в методах ИК и Рамановской спектроскопии. Явление улучшения пропускания излучения может ббыть использовано во многих областях, включая оптику ближнего поля, использованием эффектов формы отверстий; в оптоэлектронике, для увеличения скорости регистрации сигнала; повышении эффективности источников излучения и фотоэлементов.

Евгений Биргер

Опубликовано в NanoWeek,


Пожалуйста, оцените статью:
Ваша оценка: None Средняя: 5 (4 votes)
Источник(и):

http://nanotechweb.org/…e/tech/36707

Публикация: http://apl.aip.org/apl/