Transmisie optică extraordinară

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Model de interferență cu două fante, unde lățimea fantei este o treime din lungimea de undă.

Transmisia optică extraordinară (în engleză: Transmisia optică extraordinară, prescurtată ca EOT) este fenomenul care apare atunci când transmisia luminii este îmbunătățită semnificativ printr-o deschidere mai mică a lungimii de undă într-un film metalic, altfel opac , care prezintă o regularitate, periodic structură repetată, tipică nanoșurilor .

În general, atunci când lumina la o anumită lungime de undă lovește o deschidere mai mică decât lungimea de undă a luminii în sine, aceasta este difractată izotrop în toate direcțiile într-un mod uniform, cu o transmisie minimă pe câmp îndepărtat . În acest caz, fenomenul este descris de teoria clasică a deschiderii descrisă de Bethe . [1] Cu toate acestea, în EOT, structura periodică și regulată permite obținerea unei eficiențe de transmisie mult mai ridicate, cu până la câteva ordine de mărime mai mari decât cea prevăzută de teoria deschiderii clasice.

Acest fenomen a fost descris pentru prima dată în 1998 [2] [3] și de atunci a fost complet analizat cu un model de împrăștiere microscopică, parțial atribuit prezenței rezonanțelor plasmonice de suprafață [4] și a interferenței constructive. Un plasmon de suprafață (SP) este o excitație colectivă de electroni la joncțiunea dintre un conductor și un izolator și face parte dintr-o serie de interacțiuni între lumină și o suprafață metalică numită plasmonică.

În prezent, există dovezi experimentale ale EOT în afara intervalului optic. [5] Găurile pot emula cumva plasmonul în alte regiuni ale spectrului electromagnetic acolo unde acestea nu există. [6] [7] [8] Prin urmare, contribuția plasmonică este o caracteristică foarte particulară a rezonanței EOT și nu ar trebui luată ca principalul factor care contribuie la fenomen. Lucrări mai recente au arătat o contribuție puternică din cuplarea undelor evanescente suprapuse, [9] ceea ce explică de ce rezonanța plasmonului de suprafață îmbunătățește efectul EOT pe ambele părți ale unui film metalic la frecvențe optice, în timp ce transmisia este din ordinea terahertzului.

S-au dezvoltat explicații analitice simple ale acestui fenomen, subliniind similitudinea dintre matricele de particule și matricele de găuri, stabilind că fenomenul este dominat de difracție . [10] [11] [12]

Notă

  1. ^ H. Bethe, Theory of Diffraction by Small Holes , în Physical Review , vol. 66, 1944, pp. 163–182, Bibcode : 1944PhRv ... 66..163B , DOI : 10.1103 / PhysRev.66.163 .
  2. ^ TW Ebbesen, HJ Lezec, HF Ghaemi, T. Thio și PA Wolff, Transmisie optică extraordinară prin matrice de găuri sub-lungime de undă ( PDF ), în Nature , vol. 391, nr. 6668, 1998, pp. 667–669, Bibcode : 1998 Nat . 391..667E , DOI : 10.1038 / 35570 .
  3. ^ Ebbesen, TW, Ghaemi, HF, Thio, Tineke, Grupp, DE și Lezec, H. J, Transmisie optică extraordinară prin matrice de găuri sub-lungime de undă , în rezumat dintr-o discuție la reuniunea anuală din martie 1998 a Societății fizice americane , martie 1998 , p. S15.11, Bibcode : 1998APS..MAR.S1511E .
  4. ^ H. Liu și P. Lalanne, Teoria microscopică a transmiterii optice extraordinare , în Nature , vol. 452, 2008, pp. 728–731.
  5. ^ M. Beruete, M. Sorolla, I. Campillo, JS Dolado, L. Martín-Moreno, J. Bravo-Abad și FJ García-Vidal, Transmisie de undă milimetrică îmbunătățită prin plăci perforate cu lungime de undă aproape-optică , în tranzacțiile IEEE pe antene și propagare , vol. 53, nr. 6, 2005, pp. 1897–1903, Bibcode : 2005ITAP ... 53.1897B , DOI : 10.1109 / TAP.2005.848689 .
  6. ^ R. Ulrich și M. Tacke, ghidarea undelor submilimetrice pe structura metalică periodică , în Appl. Fizic. Lit. , vol. 22, n. 5, 1972, pp. 251-253, Bibcode : 1973ApPhL..22..251U , DOI : 10.1063 / 1.1654628 .
  7. ^ JB Pendry, L. Martín-Moreno și FJ García-Vidal, Mimicarea plasmonii de suprafață cu suprafețe structurate , în Știința , vol. 305, n. 5685, 2004, pp. 847–848, Bibcode : 2004Sci ... 305..847P , DOI : 10.1126 / science.1098999 , PMID 15247438 .
  8. ^ FJ Garcia de Abajo și JJ Saenz, Moduri de suprafață electromagnetice în suprafețe structurate cu conductor perfect , în Phys. Rev. Lett. , Vol. 95, nr. 23, 2005, p. 233901, Bibcode : 2005PhRvL..95w3901G , DOI : 10.1103 / PhysRevLett.95.233901 , PMID 16384307 , arXiv : cond-mat / 0506087 .
  9. ^ ZY Fan, L. Zhan, X. Hu și YX Xia, Proces critic de transmisie optică extraordinară prin matricea periodică de găuri de lungime de undă: cuplare cu câmp evanescent asistat de găuri , în Optics Communications , vol. 281, nr. 21, 2008, pp. 5467–5471, Bibcode : 2008OptCo.281.5467F , DOI : 10.1016 / j.optcom.2008.07.077 .
  10. ^ FJ García de Abajo, împrăștierea luminii prin matrice de particule și găuri , în Review of Modern Physics , vol. 79, nr. 4, 2007, pp. 1267–1290, Bibcode : 2007RvMP ... 79.1267G , DOI : 10.1103 / RevModPhys.79.1267 , arXiv : 0903.1671 .
  11. ^ B. Ung și Y. Sheng, Undele de suprafață optice peste nanostructuri metallo-dielectrice: integrale Sommerfeld revizuite , în Optics Express , vol. 16, n. 12, 2008, pp. 9073–9086, Bibcode : 2008OExpr..16.9073U , DOI : 10.1364 / OE.16.009073 , PMID 18545619 , arXiv : 0803.1696 .
  12. ^ MW Maqsood, R. Mehfuz și KJ Chau, cuplare suprafață-plasmon-polariton asistată prin difracție de înaltă viteză printr-o fantă super-lungime de undă , în Optics Express , vol. 18, nr. 21, 2010, pp. 21669–21677, Bibcode : 2011OExpr..1910429C , DOI : 10.1364 / OE.19.010429 , PMID 21643298 .
Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Trasmissione_ottica_straordinaria&oldid=119896741 ”