Abstract

A high spectral resolution, 2D nanohole-array-based surface plasmon resonance sensor that operates at normal or near normal incidence--facilitating high spatial resolution imaging--is presented. The angular and spectral transmittance of the structure is modified from a Fano type to a pure Lorentzian line shape with a parallel and orthogonal polarizer-analyzer pair. This change leads to a linewidth narrowing that maximizes the sensor resolution, which we show to be of O(10−5) refractive index units (RIU). We estimate the potential of this system of O(10−6) RIU under optimal conditions.

© 2006 Optical Society of America

PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. J. Homola, S. S. Yee, and G. Gauglitz, Sens. Actuators B 54, 3 (1999).
    [CrossRef]
  2. S. Y. Wu, H. P. Ho, W. C. Law, C. L. Lin, and S. K. Kong, Opt. Lett. 29, 2378 (2004).
    [CrossRef]
  3. I. R. Hopper and J. R. Sambles, Appl. Phys. Lett. 85, 3017 (2004).
    [CrossRef]
  4. J. Dostalek, J. Homola, and M. Miler, Sens. Actuators B 107, 154 (2005).
  5. Y. D. Su, S. J. Chen, and T. L. Yeh, Opt. Lett. 30, 1488 (2005).
  6. T. W. Ebbesen, H. J. Lezec, H. F. Ghaemi, T. Thio, and P. A. Wolff, Nature 391, 667 (1998).
    [CrossRef]
  7. A. G. Brolo, R. Gordon, B. Leathem, and K. L. Kavanagh, Langmuir 20, 4813 (2004).
    [CrossRef]
  8. T. Rindzevicius, Y. Alaverdyan, A. Dahlin, F. Hook, D. S. Sutherland, and M. Kall, Nano Lett. 5, 2335 (2005).
  9. L. Pang, W. Nakagawa, and Y. Fainman, Appl. Opt. 42, 5450 (2003).
  10. K. A. Tetz, R. Rokitski, M. Nezhad, and Y. Fainman, Appl. Phys. Lett. 86, 111110 (2005).
    [CrossRef]
  11. V. Lomakin and E. Michielssen, Phys. Rev. B 71, 235117 (2005).
    [CrossRef]
  12. C. Genet, M. P. van Exter, and J. P. Woerdman, Opt. Commun. 225, 331 (2003).
    [CrossRef]
  13. M. Sarrazin, J. P. Vigneron, and J. M. Vigoureux, Phys. Rev. B 67, 085415 (2003).
    [CrossRef]
  14. R. Muller, V. Malyarchuk, and C. Lienau, Phys. Rev. B 68, 205415 (2003).
    [CrossRef]
  15. W. L. Barnes, W. A. Murray, J. Dintinger, E. Devaux, and T. W. Ebbesen, Phys. Rev. Lett. 92, 107401 (2004).
    [CrossRef]
  16. J. Elliott, I. I. Smolyaninov, N. I. Zheludev, and A. V. Zayats, Opt. Lett. 29, 1414 (2004).
    [CrossRef]
  17. S. J. Elston, G. P. Bryan-Brown, and J. R. Sambles, Phys. Rev. B 44, 6393 (1991).
    [CrossRef]
  18. J. Homola, I. Koudela, and S. S. Yee, Sens. Actuators B 54, 16 (1999).
    [CrossRef]

2005 (5)

J. Dostalek, J. Homola, and M. Miler, Sens. Actuators B 107, 154 (2005).

T. Rindzevicius, Y. Alaverdyan, A. Dahlin, F. Hook, D. S. Sutherland, and M. Kall, Nano Lett. 5, 2335 (2005).

K. A. Tetz, R. Rokitski, M. Nezhad, and Y. Fainman, Appl. Phys. Lett. 86, 111110 (2005).
[CrossRef]

V. Lomakin and E. Michielssen, Phys. Rev. B 71, 235117 (2005).
[CrossRef]

Y. D. Su, S. J. Chen, and T. L. Yeh, Opt. Lett. 30, 1488 (2005).

2004 (5)

J. Elliott, I. I. Smolyaninov, N. I. Zheludev, and A. V. Zayats, Opt. Lett. 29, 1414 (2004).
[CrossRef]

S. Y. Wu, H. P. Ho, W. C. Law, C. L. Lin, and S. K. Kong, Opt. Lett. 29, 2378 (2004).
[CrossRef]

W. L. Barnes, W. A. Murray, J. Dintinger, E. Devaux, and T. W. Ebbesen, Phys. Rev. Lett. 92, 107401 (2004).
[CrossRef]

A. G. Brolo, R. Gordon, B. Leathem, and K. L. Kavanagh, Langmuir 20, 4813 (2004).
[CrossRef]

I. R. Hopper and J. R. Sambles, Appl. Phys. Lett. 85, 3017 (2004).
[CrossRef]

2003 (4)

C. Genet, M. P. van Exter, and J. P. Woerdman, Opt. Commun. 225, 331 (2003).
[CrossRef]

M. Sarrazin, J. P. Vigneron, and J. M. Vigoureux, Phys. Rev. B 67, 085415 (2003).
[CrossRef]

R. Muller, V. Malyarchuk, and C. Lienau, Phys. Rev. B 68, 205415 (2003).
[CrossRef]

L. Pang, W. Nakagawa, and Y. Fainman, Appl. Opt. 42, 5450 (2003).

1999 (2)

J. Homola, I. Koudela, and S. S. Yee, Sens. Actuators B 54, 16 (1999).
[CrossRef]

J. Homola, S. S. Yee, and G. Gauglitz, Sens. Actuators B 54, 3 (1999).
[CrossRef]

1998 (1)

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

1991 (1)

S. J. Elston, G. P. Bryan-Brown, and J. R. Sambles, Phys. Rev. B 44, 6393 (1991).
[CrossRef]

Alaverdyan, Y.

T. Rindzevicius, Y. Alaverdyan, A. Dahlin, F. Hook, D. S. Sutherland, and M. Kall, Nano Lett. 5, 2335 (2005).

Barnes, W. L.

W. L. Barnes, W. A. Murray, J. Dintinger, E. Devaux, and T. W. Ebbesen, Phys. Rev. Lett. 92, 107401 (2004).
[CrossRef]

Brolo, A. G.

A. G. Brolo, R. Gordon, B. Leathem, and K. L. Kavanagh, Langmuir 20, 4813 (2004).
[CrossRef]

Bryan-Brown, G. P.

S. J. Elston, G. P. Bryan-Brown, and J. R. Sambles, Phys. Rev. B 44, 6393 (1991).
[CrossRef]

Chen, S. J.

Dahlin, A.

T. Rindzevicius, Y. Alaverdyan, A. Dahlin, F. Hook, D. S. Sutherland, and M. Kall, Nano Lett. 5, 2335 (2005).

Devaux, E.

W. L. Barnes, W. A. Murray, J. Dintinger, E. Devaux, and T. W. Ebbesen, Phys. Rev. Lett. 92, 107401 (2004).
[CrossRef]

Dintinger, J.

W. L. Barnes, W. A. Murray, J. Dintinger, E. Devaux, and T. W. Ebbesen, Phys. Rev. Lett. 92, 107401 (2004).
[CrossRef]

Dostalek, J.

J. Dostalek, J. Homola, and M. Miler, Sens. Actuators B 107, 154 (2005).

Ebbesen, T. W.

W. L. Barnes, W. A. Murray, J. Dintinger, E. Devaux, and T. W. Ebbesen, Phys. Rev. Lett. 92, 107401 (2004).
[CrossRef]

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

Elliott, J.

Elston, S. J.

S. J. Elston, G. P. Bryan-Brown, and J. R. Sambles, Phys. Rev. B 44, 6393 (1991).
[CrossRef]

Fainman, Y.

K. A. Tetz, R. Rokitski, M. Nezhad, and Y. Fainman, Appl. Phys. Lett. 86, 111110 (2005).
[CrossRef]

L. Pang, W. Nakagawa, and Y. Fainman, Appl. Opt. 42, 5450 (2003).

Gauglitz, G.

J. Homola, S. S. Yee, and G. Gauglitz, Sens. Actuators B 54, 3 (1999).
[CrossRef]

Genet, C.

C. Genet, M. P. van Exter, and J. P. Woerdman, Opt. Commun. 225, 331 (2003).
[CrossRef]

Ghaemi, H. F.

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

Gordon, R.

A. G. Brolo, R. Gordon, B. Leathem, and K. L. Kavanagh, Langmuir 20, 4813 (2004).
[CrossRef]

Ho, H. P.

Homola, J.

J. Dostalek, J. Homola, and M. Miler, Sens. Actuators B 107, 154 (2005).

J. Homola, I. Koudela, and S. S. Yee, Sens. Actuators B 54, 16 (1999).
[CrossRef]

J. Homola, S. S. Yee, and G. Gauglitz, Sens. Actuators B 54, 3 (1999).
[CrossRef]

Hook, F.

T. Rindzevicius, Y. Alaverdyan, A. Dahlin, F. Hook, D. S. Sutherland, and M. Kall, Nano Lett. 5, 2335 (2005).

Hopper, I. R.

I. R. Hopper and J. R. Sambles, Appl. Phys. Lett. 85, 3017 (2004).
[CrossRef]

Kall, M.

T. Rindzevicius, Y. Alaverdyan, A. Dahlin, F. Hook, D. S. Sutherland, and M. Kall, Nano Lett. 5, 2335 (2005).

Kavanagh, K. L.

A. G. Brolo, R. Gordon, B. Leathem, and K. L. Kavanagh, Langmuir 20, 4813 (2004).
[CrossRef]

Kong, S. K.

Koudela, I.

J. Homola, I. Koudela, and S. S. Yee, Sens. Actuators B 54, 16 (1999).
[CrossRef]

Law, W. C.

Leathem, B.

A. G. Brolo, R. Gordon, B. Leathem, and K. L. Kavanagh, Langmuir 20, 4813 (2004).
[CrossRef]

Lezec, H. J.

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

Lienau, C.

R. Muller, V. Malyarchuk, and C. Lienau, Phys. Rev. B 68, 205415 (2003).
[CrossRef]

Lin, C. L.

Lomakin, V.

V. Lomakin and E. Michielssen, Phys. Rev. B 71, 235117 (2005).
[CrossRef]

Malyarchuk, V.

R. Muller, V. Malyarchuk, and C. Lienau, Phys. Rev. B 68, 205415 (2003).
[CrossRef]

Michielssen, E.

V. Lomakin and E. Michielssen, Phys. Rev. B 71, 235117 (2005).
[CrossRef]

Miler, M.

J. Dostalek, J. Homola, and M. Miler, Sens. Actuators B 107, 154 (2005).

Muller, R.

R. Muller, V. Malyarchuk, and C. Lienau, Phys. Rev. B 68, 205415 (2003).
[CrossRef]

Murray, W. A.

W. L. Barnes, W. A. Murray, J. Dintinger, E. Devaux, and T. W. Ebbesen, Phys. Rev. Lett. 92, 107401 (2004).
[CrossRef]

Nakagawa, W.

Nezhad, M.

K. A. Tetz, R. Rokitski, M. Nezhad, and Y. Fainman, Appl. Phys. Lett. 86, 111110 (2005).
[CrossRef]

Pang, L.

Rindzevicius, T.

T. Rindzevicius, Y. Alaverdyan, A. Dahlin, F. Hook, D. S. Sutherland, and M. Kall, Nano Lett. 5, 2335 (2005).

Rokitski, R.

K. A. Tetz, R. Rokitski, M. Nezhad, and Y. Fainman, Appl. Phys. Lett. 86, 111110 (2005).
[CrossRef]

Sambles, J. R.

I. R. Hopper and J. R. Sambles, Appl. Phys. Lett. 85, 3017 (2004).
[CrossRef]

S. J. Elston, G. P. Bryan-Brown, and J. R. Sambles, Phys. Rev. B 44, 6393 (1991).
[CrossRef]

Sarrazin, M.

M. Sarrazin, J. P. Vigneron, and J. M. Vigoureux, Phys. Rev. B 67, 085415 (2003).
[CrossRef]

Smolyaninov, I. I.

Su, Y. D.

Sutherland, D. S.

T. Rindzevicius, Y. Alaverdyan, A. Dahlin, F. Hook, D. S. Sutherland, and M. Kall, Nano Lett. 5, 2335 (2005).

Tetz, K. A.

K. A. Tetz, R. Rokitski, M. Nezhad, and Y. Fainman, Appl. Phys. Lett. 86, 111110 (2005).
[CrossRef]

Thio, T.

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

van Exter, M. P.

C. Genet, M. P. van Exter, and J. P. Woerdman, Opt. Commun. 225, 331 (2003).
[CrossRef]

Vigneron, J. P.

M. Sarrazin, J. P. Vigneron, and J. M. Vigoureux, Phys. Rev. B 67, 085415 (2003).
[CrossRef]

Vigoureux, J. M.

M. Sarrazin, J. P. Vigneron, and J. M. Vigoureux, Phys. Rev. B 67, 085415 (2003).
[CrossRef]

Woerdman, J. P.

C. Genet, M. P. van Exter, and J. P. Woerdman, Opt. Commun. 225, 331 (2003).
[CrossRef]

Wolff, P. A.

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

Wu, S. Y.

Yee, S. S.

J. Homola, S. S. Yee, and G. Gauglitz, Sens. Actuators B 54, 3 (1999).
[CrossRef]

J. Homola, I. Koudela, and S. S. Yee, Sens. Actuators B 54, 16 (1999).
[CrossRef]

Yeh, T. L.

Zayats, A. V.

Zheludev, N. I.

Appl. Opt. (1)

Appl. Phys. Lett. (2)

I. R. Hopper and J. R. Sambles, Appl. Phys. Lett. 85, 3017 (2004).
[CrossRef]

K. A. Tetz, R. Rokitski, M. Nezhad, and Y. Fainman, Appl. Phys. Lett. 86, 111110 (2005).
[CrossRef]

Langmuir (1)

A. G. Brolo, R. Gordon, B. Leathem, and K. L. Kavanagh, Langmuir 20, 4813 (2004).
[CrossRef]

Nano Lett. (1)

T. Rindzevicius, Y. Alaverdyan, A. Dahlin, F. Hook, D. S. Sutherland, and M. Kall, Nano Lett. 5, 2335 (2005).

Nature (1)

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

Opt. Commun. (1)

C. Genet, M. P. van Exter, and J. P. Woerdman, Opt. Commun. 225, 331 (2003).
[CrossRef]

Opt. Lett. (3)

Phys. Rev. B (4)

M. Sarrazin, J. P. Vigneron, and J. M. Vigoureux, Phys. Rev. B 67, 085415 (2003).
[CrossRef]

R. Muller, V. Malyarchuk, and C. Lienau, Phys. Rev. B 68, 205415 (2003).
[CrossRef]

V. Lomakin and E. Michielssen, Phys. Rev. B 71, 235117 (2005).
[CrossRef]

S. J. Elston, G. P. Bryan-Brown, and J. R. Sambles, Phys. Rev. B 44, 6393 (1991).
[CrossRef]

Phys. Rev. Lett. (1)

W. L. Barnes, W. A. Murray, J. Dintinger, E. Devaux, and T. W. Ebbesen, Phys. Rev. Lett. 92, 107401 (2004).
[CrossRef]

Sens. Actuators B (3)

J. Homola, S. S. Yee, and G. Gauglitz, Sens. Actuators B 54, 3 (1999).
[CrossRef]

J. Dostalek, J. Homola, and M. Miler, Sens. Actuators B 107, 154 (2005).

J. Homola, I. Koudela, and S. S. Yee, Sens. Actuators B 54, 16 (1999).
[CrossRef]

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.


Metrics