Gap-surface plasmon based metasurfaces for nano-optics applications

Rucha Anil Deshpande

Publikation: AfhandlingPh.d.-afhandling

164 Downloads (Pure)

Abstract

Optiske metaoverflader er en kommende teknologisk fremgang i traditionelle diffraktiveoptiske elementer baseret på optiske enheder, hvor det enkelte meta-atom kankonstrueres med fleksibilitet og nøjagtighed ned til subbølgelængde.Bølgefrontmanipulationen ved hjælp af polerede elementer i bølgelængdeskala kanerstattes af metaoverflader, der er afhængige af kunstig nanostrukturbaseretelektromagnetisk excitation for at konstruere lysegenskaber ved fase-amplitude ogpolarisering med bedre kontrol. Deres kompatibilitet med nano- ogmikrofremstillingsteknikker og små formfaktorer gør dem velegnede til integration medenhver nanoteknologibaseret platform med mulighed for at udvikle nye optiskeelementbaserede enheder. For optiske metaoverflader udgør metaatomdimensionerne skaleret til små synlige bølgelængder en krævende nøjagtighedfor fremstilling af meta-atomer, med stigende behov for at finde optimale løsninger tilforbedring af udbytte og gennemførlighed i forhold til omfattende praktiskeanvendelser. I denne afhandling har jeg behandlet dette problem ved at bruge demetaoverflader, der understøtter stående bølgetype resonanser, der kan skalere metaatomer til større størrelser baseret på højere ordenstilstande uden at kompenseremeget for effektiviteten i teknisk lys. Desuden giver den unikke egenskaber veddobbeltbåndbreddekontrol, der er tilgængelig med grundlæggende resonanser ogtredje ordens resonanser for individuelle meta-atomer og efterfølgende forbedring afrækkevidde for meta-atomer til konstruktion af enhederne. Derudover har demetaoverflader, der understøtter stående bølgeresonanser, top- og bundmetallag, derfrit kan rumme forskellige metaltyper, hvilket kan forbedre meta-atomernesrækkevidde til fulde. Jeg præsenterer dette arbejde ved først at fremhæve den historiske udvikling modmetaoverflader strategi og principperne for lys manipulation baseret på forskelligetyper metaoverflader. Derefter fokuserer jeg på det fysiske billede af plasmonbaseredemetaoverflader med spalteoverflade, der kan understøtte grundlæggende resonanserog tredje ordens resonanser, der er egnede til metaoverflader -baserede applikationer.Det fysiske billede analyseres også med undersøgelsen af binære kombinationer aftre almindelige plasmoniske metaller idorhold til top- og bundlag.
Endelig fremhæver jeg applikationerne af strålestyring ogfarveudskrivningsprogrammer baseret på tredjeordens periodiske dimension afmetaoverflader, der blev designet, fremstillet og karakteriseret for at demonstrere deunikke muligheder ved at bruge GSP-baserede metaoverflader som en del af dettearbejde. Mulighederne for bedre udbytte og funktioner med dobbelt båndbreddedemonstreres ved hjælp af strålestyringsapplikation. Mens forbedringen i metaatomområdet demonstreres ved hjælp af farveudskrivning gennem et bredt spektrumaf farver baseret på både geometriske parametre for dimension, der understøtter tredjeorden GSP-resonans og materialeparametre for forskellige metalkombinationer.
OriginalsprogEngelsk
Bevilgende institution
  • Syddansk Universitet
Vejledere/rådgivere
  • Bozhevolnyi, Sergey I., Hovedvejleder
  • Ding, Fei, Bivejleder
Dato for forsvar14. dec. 2021
Udgiver
DOI
StatusUdgivet - 1. dec. 2021

Bibliografisk note

© 2021 – Rucha Anil Deshpande

All rights reserved.

No part of this publication may be reproduced, transmitted, or translated in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopy, recording, or any information storage and retrieval system, without prior permission in writing from the author.

Note vedr. afhandling

Den fulde afhandling kan læses på SDUs bibliotek.

Fingeraftryk

Dyk ned i forskningsemnerne om 'Gap-surface plasmon based metasurfaces for nano-optics applications'. Sammen danner de et unikt fingeraftryk.

Citationsformater