Abstract

We report experimental results on enhanced light transmission through two periodically perforated metal films separated by a layer of dielectric. A perforated metal film (single metallic structure) exhibits extraordinary optical transmission, and when two such perforated metal films are spaced by a dielectric layer (cascaded metallic structure), the transmission is further increased. The maximum transmission of the cascaded metallic structure, which depends on the distance between the two metal films, can be more than 400% greater than that of a corresponding single metallic structure. It is proposed that the coupling of surface plasmon polaritons between the two metal films is involved in the process.

© 2005 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. T. W. Ebbesen, H. J. Lezec, H. F. Ghaemi, T. Thio, and P. A. Wolff, Nature 391, 667 (1998).
    [CrossRef]
  2. U. Schroter and D. Heitmann, Phys. Rev. B 58, 15419 (1998).
    [CrossRef]
  3. W.-C. Tan, T. W. Preist, J. R. Sambles, and N. P. Wanstall, Phys. Rev. B 59, 12661 (1999).
    [CrossRef]
  4. L. Salomon, F. Grillot, A. V. Zayats, and F. de Fornel, Phys. Rev. Lett. 86, 1110 (2001).
    [CrossRef] [PubMed]
  5. N. Bonod, S. Enoch, L. Li, E. Popov, and M. Neviere, Opt. Express 11, 482 (2003).
    [CrossRef] [PubMed]
  6. H. Cao and A. Nahata, Opt. Express 12, 3664 (2004).
    [CrossRef] [PubMed]
  7. S. Wedge and W. L. Barnes, Opt. Express 12, 3673 (2004).
    [CrossRef] [PubMed]
  8. J. Hashizume and F. Koyama, Appl. Phys. Lett. 84, 3226 (2004).
    [CrossRef]
  9. Y. Liu and S. Blair, Opt. Express 12, 3686 (2004).
    [CrossRef] [PubMed]
  10. S. A. Darmanyan and A. V. Zayats, Phys. Rev. B 67, 035424 (2003).
    [CrossRef]
  11. L. Martin-Moreno and F. J. Garcia-Vidal, Opt. Express 12, 3619 (2004).
    [CrossRef]
  12. H. J. Lezec and T. Thio, Opt. Express 12, 3629 (2004).
    [CrossRef] [PubMed]
  13. D. Gerard, L. Salomon, F. de Fornel, and A. V. Zayats, Opt. Express 12, 3652 (2004).
    [CrossRef]
  14. L. Martin-Moreno, F. J. Garcia-Vidal, H. J. Lezec, K. M. Pellerin, T. Thio, J. B. Pendry, and T. W. Ebbesen, Phys. Rev. Lett. 86, 1114 (2001).
    [CrossRef]
  15. A. Krishnan, T. Thio, T. J. Kim, H. J. Lezec, T. W. Ebbesen, P. A. Wolff, J. Pendry, L. Martin-Moreno, and F. J. Garcia-Vidal, Opt. Commun. 200, 1 (2001).
    [CrossRef]
  16. A. Degiron, H. J. Lezec, W. L. Barnes, and T. W. Ebbesen, Appl. Phys. Lett. 81, 4327 (2002).
    [CrossRef]
  17. G. J. Kovacs and G. D. Scott, Phys. Rev. B 16, 1297 (1977).
    [CrossRef]
  18. R. M. Bakker, V. P. Drachev, H.-K. Yuan, and V. M. Shalaev, Opt. Express 12, 3701 (2004).
    [CrossRef] [PubMed]
  19. Y.-H. Ye and J.-Y. Zhang, Appl. Phys. Lett. 84, 2977 (2004).
    [CrossRef]
  20. D. E. Grupp, H. J. Lezec, T. W. Ebbesen, K. M. Pellerin, and T. Thio, Appl. Phys. Lett. 77, 1569 (2000).
    [CrossRef]

2004

2003

2002

A. Degiron, H. J. Lezec, W. L. Barnes, and T. W. Ebbesen, Appl. Phys. Lett. 81, 4327 (2002).
[CrossRef]

2001

L. Martin-Moreno, F. J. Garcia-Vidal, H. J. Lezec, K. M. Pellerin, T. Thio, J. B. Pendry, and T. W. Ebbesen, Phys. Rev. Lett. 86, 1114 (2001).
[CrossRef]

A. Krishnan, T. Thio, T. J. Kim, H. J. Lezec, T. W. Ebbesen, P. A. Wolff, J. Pendry, L. Martin-Moreno, and F. J. Garcia-Vidal, Opt. Commun. 200, 1 (2001).
[CrossRef]

L. Salomon, F. Grillot, A. V. Zayats, and F. de Fornel, Phys. Rev. Lett. 86, 1110 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

2000

D. E. Grupp, H. J. Lezec, T. W. Ebbesen, K. M. Pellerin, and T. Thio, Appl. Phys. Lett. 77, 1569 (2000).
[CrossRef]

1999

W.-C. Tan, T. W. Preist, J. R. Sambles, and N. P. Wanstall, Phys. Rev. B 59, 12661 (1999).
[CrossRef]

1998

T. W. Ebbesen, H. J. Lezec, H. F. Ghaemi, T. Thio, and P. A. Wolff, Nature 391, 667 (1998).
[CrossRef]

U. Schroter and D. Heitmann, Phys. Rev. B 58, 15419 (1998).
[CrossRef]

1977

G. J. Kovacs and G. D. Scott, Phys. Rev. B 16, 1297 (1977).
[CrossRef]

Bakker, R. M.

Barnes, W. L.

S. Wedge and W. L. Barnes, Opt. Express 12, 3673 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

A. Degiron, H. J. Lezec, W. L. Barnes, and T. W. Ebbesen, Appl. Phys. Lett. 81, 4327 (2002).
[CrossRef]

Blair, S.

Bonod, N.

Cao, H.

Darmanyan, S. A.

S. A. Darmanyan and A. V. Zayats, Phys. Rev. B 67, 035424 (2003).
[CrossRef]

de Fornel, F.

D. Gerard, L. Salomon, F. de Fornel, and A. V. Zayats, Opt. Express 12, 3652 (2004).
[CrossRef]

L. Salomon, F. Grillot, A. V. Zayats, and F. de Fornel, Phys. Rev. Lett. 86, 1110 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Degiron, A.

A. Degiron, H. J. Lezec, W. L. Barnes, and T. W. Ebbesen, Appl. Phys. Lett. 81, 4327 (2002).
[CrossRef]

Drachev, V. P.

Ebbesen, T. W.

A. Degiron, H. J. Lezec, W. L. Barnes, and T. W. Ebbesen, Appl. Phys. Lett. 81, 4327 (2002).
[CrossRef]

A. Krishnan, T. Thio, T. J. Kim, H. J. Lezec, T. W. Ebbesen, P. A. Wolff, J. Pendry, L. Martin-Moreno, and F. J. Garcia-Vidal, Opt. Commun. 200, 1 (2001).
[CrossRef]

L. Martin-Moreno, F. J. Garcia-Vidal, H. J. Lezec, K. M. Pellerin, T. Thio, J. B. Pendry, and T. W. Ebbesen, Phys. Rev. Lett. 86, 1114 (2001).
[CrossRef]

D. E. Grupp, H. J. Lezec, T. W. Ebbesen, K. M. Pellerin, and T. Thio, Appl. Phys. Lett. 77, 1569 (2000).
[CrossRef]

T. W. Ebbesen, H. J. Lezec, H. F. Ghaemi, T. Thio, and P. A. Wolff, Nature 391, 667 (1998).
[CrossRef]

Enoch, S.

Garcia-Vidal, F. J.

L. Martin-Moreno and F. J. Garcia-Vidal, Opt. Express 12, 3619 (2004).
[CrossRef]

L. Martin-Moreno, F. J. Garcia-Vidal, H. J. Lezec, K. M. Pellerin, T. Thio, J. B. Pendry, and T. W. Ebbesen, Phys. Rev. Lett. 86, 1114 (2001).
[CrossRef]

A. Krishnan, T. Thio, T. J. Kim, H. J. Lezec, T. W. Ebbesen, P. A. Wolff, J. Pendry, L. Martin-Moreno, and F. J. Garcia-Vidal, Opt. Commun. 200, 1 (2001).
[CrossRef]

Gerard, D.

Ghaemi, H. F.

T. W. Ebbesen, H. J. Lezec, H. F. Ghaemi, T. Thio, and P. A. Wolff, Nature 391, 667 (1998).
[CrossRef]

Grillot, F.

L. Salomon, F. Grillot, A. V. Zayats, and F. de Fornel, Phys. Rev. Lett. 86, 1110 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Grupp, D. E.

D. E. Grupp, H. J. Lezec, T. W. Ebbesen, K. M. Pellerin, and T. Thio, Appl. Phys. Lett. 77, 1569 (2000).
[CrossRef]

Hashizume, J.

J. Hashizume and F. Koyama, Appl. Phys. Lett. 84, 3226 (2004).
[CrossRef]

Heitmann, D.

U. Schroter and D. Heitmann, Phys. Rev. B 58, 15419 (1998).
[CrossRef]

Kim, T. J.

A. Krishnan, T. Thio, T. J. Kim, H. J. Lezec, T. W. Ebbesen, P. A. Wolff, J. Pendry, L. Martin-Moreno, and F. J. Garcia-Vidal, Opt. Commun. 200, 1 (2001).
[CrossRef]

Kovacs, G. J.

G. J. Kovacs and G. D. Scott, Phys. Rev. B 16, 1297 (1977).
[CrossRef]

Koyama, F.

J. Hashizume and F. Koyama, Appl. Phys. Lett. 84, 3226 (2004).
[CrossRef]

Krishnan, A.

A. Krishnan, T. Thio, T. J. Kim, H. J. Lezec, T. W. Ebbesen, P. A. Wolff, J. Pendry, L. Martin-Moreno, and F. J. Garcia-Vidal, Opt. Commun. 200, 1 (2001).
[CrossRef]

Lezec, H. J.

H. J. Lezec and T. Thio, Opt. Express 12, 3629 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

A. Degiron, H. J. Lezec, W. L. Barnes, and T. W. Ebbesen, Appl. Phys. Lett. 81, 4327 (2002).
[CrossRef]

A. Krishnan, T. Thio, T. J. Kim, H. J. Lezec, T. W. Ebbesen, P. A. Wolff, J. Pendry, L. Martin-Moreno, and F. J. Garcia-Vidal, Opt. Commun. 200, 1 (2001).
[CrossRef]

L. Martin-Moreno, F. J. Garcia-Vidal, H. J. Lezec, K. M. Pellerin, T. Thio, J. B. Pendry, and T. W. Ebbesen, Phys. Rev. Lett. 86, 1114 (2001).
[CrossRef]

D. E. Grupp, H. J. Lezec, T. W. Ebbesen, K. M. Pellerin, and T. Thio, Appl. Phys. Lett. 77, 1569 (2000).
[CrossRef]

T. W. Ebbesen, H. J. Lezec, H. F. Ghaemi, T. Thio, and P. A. Wolff, Nature 391, 667 (1998).
[CrossRef]

Li, L.

Liu, Y.

Martin-Moreno, L.

L. Martin-Moreno and F. J. Garcia-Vidal, Opt. Express 12, 3619 (2004).
[CrossRef]

L. Martin-Moreno, F. J. Garcia-Vidal, H. J. Lezec, K. M. Pellerin, T. Thio, J. B. Pendry, and T. W. Ebbesen, Phys. Rev. Lett. 86, 1114 (2001).
[CrossRef]

A. Krishnan, T. Thio, T. J. Kim, H. J. Lezec, T. W. Ebbesen, P. A. Wolff, J. Pendry, L. Martin-Moreno, and F. J. Garcia-Vidal, Opt. Commun. 200, 1 (2001).
[CrossRef]

Nahata, A.

Neviere, M.

Pellerin, K. M.

L. Martin-Moreno, F. J. Garcia-Vidal, H. J. Lezec, K. M. Pellerin, T. Thio, J. B. Pendry, and T. W. Ebbesen, Phys. Rev. Lett. 86, 1114 (2001).
[CrossRef]

D. E. Grupp, H. J. Lezec, T. W. Ebbesen, K. M. Pellerin, and T. Thio, Appl. Phys. Lett. 77, 1569 (2000).
[CrossRef]

Pendry, J.

A. Krishnan, T. Thio, T. J. Kim, H. J. Lezec, T. W. Ebbesen, P. A. Wolff, J. Pendry, L. Martin-Moreno, and F. J. Garcia-Vidal, Opt. Commun. 200, 1 (2001).
[CrossRef]

Pendry, J. B.

L. Martin-Moreno, F. J. Garcia-Vidal, H. J. Lezec, K. M. Pellerin, T. Thio, J. B. Pendry, and T. W. Ebbesen, Phys. Rev. Lett. 86, 1114 (2001).
[CrossRef]

Popov, E.

Preist, T. W.

W.-C. Tan, T. W. Preist, J. R. Sambles, and N. P. Wanstall, Phys. Rev. B 59, 12661 (1999).
[CrossRef]

Salomon, L.

D. Gerard, L. Salomon, F. de Fornel, and A. V. Zayats, Opt. Express 12, 3652 (2004).
[CrossRef]

L. Salomon, F. Grillot, A. V. Zayats, and F. de Fornel, Phys. Rev. Lett. 86, 1110 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Sambles, J. R.

W.-C. Tan, T. W. Preist, J. R. Sambles, and N. P. Wanstall, Phys. Rev. B 59, 12661 (1999).
[CrossRef]

Schroter, U.

U. Schroter and D. Heitmann, Phys. Rev. B 58, 15419 (1998).
[CrossRef]

Scott, G. D.

G. J. Kovacs and G. D. Scott, Phys. Rev. B 16, 1297 (1977).
[CrossRef]

Shalaev, V. M.

Tan, W.-C.

W.-C. Tan, T. W. Preist, J. R. Sambles, and N. P. Wanstall, Phys. Rev. B 59, 12661 (1999).
[CrossRef]

Thio, T.

H. J. Lezec and T. Thio, Opt. Express 12, 3629 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

A. Krishnan, T. Thio, T. J. Kim, H. J. Lezec, T. W. Ebbesen, P. A. Wolff, J. Pendry, L. Martin-Moreno, and F. J. Garcia-Vidal, Opt. Commun. 200, 1 (2001).
[CrossRef]

L. Martin-Moreno, F. J. Garcia-Vidal, H. J. Lezec, K. M. Pellerin, T. Thio, J. B. Pendry, and T. W. Ebbesen, Phys. Rev. Lett. 86, 1114 (2001).
[CrossRef]

D. E. Grupp, H. J. Lezec, T. W. Ebbesen, K. M. Pellerin, and T. Thio, Appl. Phys. Lett. 77, 1569 (2000).
[CrossRef]

T. W. Ebbesen, H. J. Lezec, H. F. Ghaemi, T. Thio, and P. A. Wolff, Nature 391, 667 (1998).
[CrossRef]

Wanstall, N. P.

W.-C. Tan, T. W. Preist, J. R. Sambles, and N. P. Wanstall, Phys. Rev. B 59, 12661 (1999).
[CrossRef]

Wedge, S.

Wolff, P. A.

A. Krishnan, T. Thio, T. J. Kim, H. J. Lezec, T. W. Ebbesen, P. A. Wolff, J. Pendry, L. Martin-Moreno, and F. J. Garcia-Vidal, Opt. Commun. 200, 1 (2001).
[CrossRef]

T. W. Ebbesen, H. J. Lezec, H. F. Ghaemi, T. Thio, and P. A. Wolff, Nature 391, 667 (1998).
[CrossRef]

Ye, Y.-H.

Y.-H. Ye and J.-Y. Zhang, Appl. Phys. Lett. 84, 2977 (2004).
[CrossRef]

Yuan, H.-K.

Zayats, A. V.

D. Gerard, L. Salomon, F. de Fornel, and A. V. Zayats, Opt. Express 12, 3652 (2004).
[CrossRef]

S. A. Darmanyan and A. V. Zayats, Phys. Rev. B 67, 035424 (2003).
[CrossRef]

L. Salomon, F. Grillot, A. V. Zayats, and F. de Fornel, Phys. Rev. Lett. 86, 1110 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Zhang, J.-Y.

Y.-H. Ye and J.-Y. Zhang, Appl. Phys. Lett. 84, 2977 (2004).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett.

A. Degiron, H. J. Lezec, W. L. Barnes, and T. W. Ebbesen, Appl. Phys. Lett. 81, 4327 (2002).
[CrossRef]

J. Hashizume and F. Koyama, Appl. Phys. Lett. 84, 3226 (2004).
[CrossRef]

Y.-H. Ye and J.-Y. Zhang, Appl. Phys. Lett. 84, 2977 (2004).
[CrossRef]

D. E. Grupp, H. J. Lezec, T. W. Ebbesen, K. M. Pellerin, and T. Thio, Appl. Phys. Lett. 77, 1569 (2000).
[CrossRef]

Nature

T. W. Ebbesen, H. J. Lezec, H. F. Ghaemi, T. Thio, and P. A. Wolff, Nature 391, 667 (1998).
[CrossRef]

Opt. Commun.

A. Krishnan, T. Thio, T. J. Kim, H. J. Lezec, T. W. Ebbesen, P. A. Wolff, J. Pendry, L. Martin-Moreno, and F. J. Garcia-Vidal, Opt. Commun. 200, 1 (2001).
[CrossRef]

Opt. Express

Phys. Rev. B

U. Schroter and D. Heitmann, Phys. Rev. B 58, 15419 (1998).
[CrossRef]

W.-C. Tan, T. W. Preist, J. R. Sambles, and N. P. Wanstall, Phys. Rev. B 59, 12661 (1999).
[CrossRef]

G. J. Kovacs and G. D. Scott, Phys. Rev. B 16, 1297 (1977).
[CrossRef]

S. A. Darmanyan and A. V. Zayats, Phys. Rev. B 67, 035424 (2003).
[CrossRef]

Phys. Rev. Lett.

L. Martin-Moreno, F. J. Garcia-Vidal, H. J. Lezec, K. M. Pellerin, T. Thio, J. B. Pendry, and T. W. Ebbesen, Phys. Rev. Lett. 86, 1114 (2001).
[CrossRef]

L. Salomon, F. Grillot, A. V. Zayats, and F. de Fornel, Phys. Rev. Lett. 86, 1110 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Figures (2)

Fig. 1
Fig. 1

Left, schematic view of the fabrication process; right, scanning electron microscope image of the cross section of a cascaded metallic structure [D(5.4)].

Fig. 2
Fig. 2

Transmission spectra of single metallic structures (dotted curves) and cascaded metallic structures (solid curves). The thickness of the SU-8 layer is (a) 2.2 μ m , (b) 2.9 μ m , (c) 3.2 μ m , (d) 4.5 μ m , and (e) 5.4 μ m . The arrows label the wavelengths at which F–P resonance might occur.

Metrics