Abstract

We present the experimental study of a free-standing metallic guided-mode resonant structure, for bandpass filtering applications in the mid-IR wavelength range. Structure consists of a subwavelength gold grating with narrow slits deposited on a silicon nitride membrane. High optical transmission is measured with up to 78% transmission at resonance. Angularly resolved spectra are presented revealing Fano-type resonance.

© 2011 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. S. S. Wang, R. Magnusson, J. S. Bagby, and M. G. Moharam, J. Opt. Soc. Am. A 7, 1470 (1990).
    [CrossRef]
  2. R. Magnusson and S. Wang, Appl. Phys. Lett. 61, 1022(1992).
    [CrossRef]
  3. A. Sharon, D. Rosenblatt, and A. Friesem, J. Opt. Soc. Am. A 14, 2985 (1997).
    [CrossRef]
  4. A. L. Fehrembach, D. Maystre, and A. Sentenac, J. Opt. Soc. Am. A 19, 1136 (2002).
    [CrossRef]
  5. M. L. Wu, C. L. Hsu, Y. C. Liu, C. M. Wang, and J. Y. Chang, Opt. Lett. 31, 3333 (2006).
    [CrossRef] [PubMed]
  6. O. Stenzel, Proc. SPIE 5355, 1 (2004).
    [CrossRef]
  7. A. Fehrembach and A. Sentenac, Appl. Phys. Lett. 86, 121105 (2005).
    [CrossRef]
  8. N. Destouches, J. C. Pommier, O. Parriaux, and T. Clausnitzer, Opt. Express 14, 12613 (2006).
    [CrossRef] [PubMed]
  9. S. Wang and R. Magnusson, Opt. Lett. 19, 919 (1994).
    [CrossRef] [PubMed]
  10. Y. Ding and R. Magnusson, Opt. Express 12, 5661 (2004).
    [CrossRef] [PubMed]
  11. R. Magnusson and S. S. Wang, Appl. Opt. 34, 8106 (1995).
    [CrossRef] [PubMed]
  12. E. Moreno, L. Martin-Moreno, and F. J. Garcia-Vidal, J. Opt. A 8, S94 (2006).
    [CrossRef]
  13. B. Luk’yanchuk, N. I. Zheludev, S. A. Maier, N. J. Halas, P. Nordlander, H. Giessen, and C. T. Chong, Nat. Mater. 9, 707 (2010).
    [CrossRef] [PubMed]
  14. P. Bouchon, F. Pardo, R. Haïdar, and J.-L. Pelouard, J. Opt. Soc. Am. A 27, 696 (2010).
    [CrossRef]
  15. G. Vincent, S. Collin, N. Bardou, J. L. Pelouard, and R. Haidar, J. Vac. Sci. Technol. B 26, 1852 (2008).
    [CrossRef]
  16. C. Billaudeau, S. Collin, C. Sauvan, N. Bardou, F. Pardo, and J.-L. Pelouard, Opt. Lett. 33, 165 (2008).
    [CrossRef] [PubMed]
  17. S. Collin, G. Vincent, R. Haidar, N. Bardou, S. Rommeluere, and J. L. Pelouard, Phys. Rev. Lett. 104, 027401 (2010).
    [CrossRef] [PubMed]
  18. R. Haïdar, G. Vincent, S. Collin, N. Bardou, N. Guérineau, J. Deschamps, and J. Pelouard, Appl. Phys. Lett. 96, 221104(2010).
    [CrossRef]

2010 (4)

S. Collin, G. Vincent, R. Haidar, N. Bardou, S. Rommeluere, and J. L. Pelouard, Phys. Rev. Lett. 104, 027401 (2010).
[CrossRef] [PubMed]

R. Haïdar, G. Vincent, S. Collin, N. Bardou, N. Guérineau, J. Deschamps, and J. Pelouard, Appl. Phys. Lett. 96, 221104(2010).
[CrossRef]

B. Luk’yanchuk, N. I. Zheludev, S. A. Maier, N. J. Halas, P. Nordlander, H. Giessen, and C. T. Chong, Nat. Mater. 9, 707 (2010).
[CrossRef] [PubMed]

P. Bouchon, F. Pardo, R. Haïdar, and J.-L. Pelouard, J. Opt. Soc. Am. A 27, 696 (2010).
[CrossRef]

2008 (2)

C. Billaudeau, S. Collin, C. Sauvan, N. Bardou, F. Pardo, and J.-L. Pelouard, Opt. Lett. 33, 165 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

G. Vincent, S. Collin, N. Bardou, J. L. Pelouard, and R. Haidar, J. Vac. Sci. Technol. B 26, 1852 (2008).
[CrossRef]

2006 (3)

2005 (1)

A. Fehrembach and A. Sentenac, Appl. Phys. Lett. 86, 121105 (2005).
[CrossRef]

2004 (2)

2002 (1)

1997 (1)

1995 (1)

1994 (1)

1992 (1)

R. Magnusson and S. Wang, Appl. Phys. Lett. 61, 1022(1992).
[CrossRef]

1990 (1)

Bagby, J. S.

Bardou, N.

R. Haïdar, G. Vincent, S. Collin, N. Bardou, N. Guérineau, J. Deschamps, and J. Pelouard, Appl. Phys. Lett. 96, 221104(2010).
[CrossRef]

S. Collin, G. Vincent, R. Haidar, N. Bardou, S. Rommeluere, and J. L. Pelouard, Phys. Rev. Lett. 104, 027401 (2010).
[CrossRef] [PubMed]

C. Billaudeau, S. Collin, C. Sauvan, N. Bardou, F. Pardo, and J.-L. Pelouard, Opt. Lett. 33, 165 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

G. Vincent, S. Collin, N. Bardou, J. L. Pelouard, and R. Haidar, J. Vac. Sci. Technol. B 26, 1852 (2008).
[CrossRef]

Billaudeau, C.

Bouchon, P.

Chang, J. Y.

Chong, C. T.

B. Luk’yanchuk, N. I. Zheludev, S. A. Maier, N. J. Halas, P. Nordlander, H. Giessen, and C. T. Chong, Nat. Mater. 9, 707 (2010).
[CrossRef] [PubMed]

Clausnitzer, T.

Collin, S.

S. Collin, G. Vincent, R. Haidar, N. Bardou, S. Rommeluere, and J. L. Pelouard, Phys. Rev. Lett. 104, 027401 (2010).
[CrossRef] [PubMed]

R. Haïdar, G. Vincent, S. Collin, N. Bardou, N. Guérineau, J. Deschamps, and J. Pelouard, Appl. Phys. Lett. 96, 221104(2010).
[CrossRef]

C. Billaudeau, S. Collin, C. Sauvan, N. Bardou, F. Pardo, and J.-L. Pelouard, Opt. Lett. 33, 165 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

G. Vincent, S. Collin, N. Bardou, J. L. Pelouard, and R. Haidar, J. Vac. Sci. Technol. B 26, 1852 (2008).
[CrossRef]

Deschamps, J.

R. Haïdar, G. Vincent, S. Collin, N. Bardou, N. Guérineau, J. Deschamps, and J. Pelouard, Appl. Phys. Lett. 96, 221104(2010).
[CrossRef]

Destouches, N.

Ding, Y.

Fehrembach, A.

A. Fehrembach and A. Sentenac, Appl. Phys. Lett. 86, 121105 (2005).
[CrossRef]

Fehrembach, A. L.

Friesem, A.

Garcia-Vidal, F. J.

E. Moreno, L. Martin-Moreno, and F. J. Garcia-Vidal, J. Opt. A 8, S94 (2006).
[CrossRef]

Giessen, H.

B. Luk’yanchuk, N. I. Zheludev, S. A. Maier, N. J. Halas, P. Nordlander, H. Giessen, and C. T. Chong, Nat. Mater. 9, 707 (2010).
[CrossRef] [PubMed]

Guérineau, N.

R. Haïdar, G. Vincent, S. Collin, N. Bardou, N. Guérineau, J. Deschamps, and J. Pelouard, Appl. Phys. Lett. 96, 221104(2010).
[CrossRef]

Haidar, R.

S. Collin, G. Vincent, R. Haidar, N. Bardou, S. Rommeluere, and J. L. Pelouard, Phys. Rev. Lett. 104, 027401 (2010).
[CrossRef] [PubMed]

G. Vincent, S. Collin, N. Bardou, J. L. Pelouard, and R. Haidar, J. Vac. Sci. Technol. B 26, 1852 (2008).
[CrossRef]

Haïdar, R.

R. Haïdar, G. Vincent, S. Collin, N. Bardou, N. Guérineau, J. Deschamps, and J. Pelouard, Appl. Phys. Lett. 96, 221104(2010).
[CrossRef]

P. Bouchon, F. Pardo, R. Haïdar, and J.-L. Pelouard, J. Opt. Soc. Am. A 27, 696 (2010).
[CrossRef]

Halas, N. J.

B. Luk’yanchuk, N. I. Zheludev, S. A. Maier, N. J. Halas, P. Nordlander, H. Giessen, and C. T. Chong, Nat. Mater. 9, 707 (2010).
[CrossRef] [PubMed]

Hsu, C. L.

Liu, Y. C.

Luk’yanchuk, B.

B. Luk’yanchuk, N. I. Zheludev, S. A. Maier, N. J. Halas, P. Nordlander, H. Giessen, and C. T. Chong, Nat. Mater. 9, 707 (2010).
[CrossRef] [PubMed]

Magnusson, R.

Maier, S. A.

B. Luk’yanchuk, N. I. Zheludev, S. A. Maier, N. J. Halas, P. Nordlander, H. Giessen, and C. T. Chong, Nat. Mater. 9, 707 (2010).
[CrossRef] [PubMed]

Martin-Moreno, L.

E. Moreno, L. Martin-Moreno, and F. J. Garcia-Vidal, J. Opt. A 8, S94 (2006).
[CrossRef]

Maystre, D.

Moharam, M. G.

Moreno, E.

E. Moreno, L. Martin-Moreno, and F. J. Garcia-Vidal, J. Opt. A 8, S94 (2006).
[CrossRef]

Nordlander, P.

B. Luk’yanchuk, N. I. Zheludev, S. A. Maier, N. J. Halas, P. Nordlander, H. Giessen, and C. T. Chong, Nat. Mater. 9, 707 (2010).
[CrossRef] [PubMed]

Pardo, F.

Parriaux, O.

Pelouard, J.

R. Haïdar, G. Vincent, S. Collin, N. Bardou, N. Guérineau, J. Deschamps, and J. Pelouard, Appl. Phys. Lett. 96, 221104(2010).
[CrossRef]

Pelouard, J. L.

S. Collin, G. Vincent, R. Haidar, N. Bardou, S. Rommeluere, and J. L. Pelouard, Phys. Rev. Lett. 104, 027401 (2010).
[CrossRef] [PubMed]

G. Vincent, S. Collin, N. Bardou, J. L. Pelouard, and R. Haidar, J. Vac. Sci. Technol. B 26, 1852 (2008).
[CrossRef]

Pelouard, J.-L.

Pommier, J. C.

Rommeluere, S.

S. Collin, G. Vincent, R. Haidar, N. Bardou, S. Rommeluere, and J. L. Pelouard, Phys. Rev. Lett. 104, 027401 (2010).
[CrossRef] [PubMed]

Rosenblatt, D.

Sauvan, C.

Sentenac, A.

A. Fehrembach and A. Sentenac, Appl. Phys. Lett. 86, 121105 (2005).
[CrossRef]

A. L. Fehrembach, D. Maystre, and A. Sentenac, J. Opt. Soc. Am. A 19, 1136 (2002).
[CrossRef]

Sharon, A.

Stenzel, O.

O. Stenzel, Proc. SPIE 5355, 1 (2004).
[CrossRef]

Vincent, G.

S. Collin, G. Vincent, R. Haidar, N. Bardou, S. Rommeluere, and J. L. Pelouard, Phys. Rev. Lett. 104, 027401 (2010).
[CrossRef] [PubMed]

R. Haïdar, G. Vincent, S. Collin, N. Bardou, N. Guérineau, J. Deschamps, and J. Pelouard, Appl. Phys. Lett. 96, 221104(2010).
[CrossRef]

G. Vincent, S. Collin, N. Bardou, J. L. Pelouard, and R. Haidar, J. Vac. Sci. Technol. B 26, 1852 (2008).
[CrossRef]

Wang, C. M.

Wang, S.

S. Wang and R. Magnusson, Opt. Lett. 19, 919 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

R. Magnusson and S. Wang, Appl. Phys. Lett. 61, 1022(1992).
[CrossRef]

Wang, S. S.

Wu, M. L.

Zheludev, N. I.

B. Luk’yanchuk, N. I. Zheludev, S. A. Maier, N. J. Halas, P. Nordlander, H. Giessen, and C. T. Chong, Nat. Mater. 9, 707 (2010).
[CrossRef] [PubMed]

Appl. Opt. (1)

Appl. Phys. Lett. (3)

R. Magnusson and S. Wang, Appl. Phys. Lett. 61, 1022(1992).
[CrossRef]

A. Fehrembach and A. Sentenac, Appl. Phys. Lett. 86, 121105 (2005).
[CrossRef]

R. Haïdar, G. Vincent, S. Collin, N. Bardou, N. Guérineau, J. Deschamps, and J. Pelouard, Appl. Phys. Lett. 96, 221104(2010).
[CrossRef]

J. Opt. A (1)

E. Moreno, L. Martin-Moreno, and F. J. Garcia-Vidal, J. Opt. A 8, S94 (2006).
[CrossRef]

J. Opt. Soc. Am. A (4)

J. Vac. Sci. Technol. B (1)

G. Vincent, S. Collin, N. Bardou, J. L. Pelouard, and R. Haidar, J. Vac. Sci. Technol. B 26, 1852 (2008).
[CrossRef]

Nat. Mater. (1)

B. Luk’yanchuk, N. I. Zheludev, S. A. Maier, N. J. Halas, P. Nordlander, H. Giessen, and C. T. Chong, Nat. Mater. 9, 707 (2010).
[CrossRef] [PubMed]

Opt. Express (2)

Opt. Lett. (3)

Phys. Rev. Lett. (1)

S. Collin, G. Vincent, R. Haidar, N. Bardou, S. Rommeluere, and J. L. Pelouard, Phys. Rev. Lett. 104, 027401 (2010).
[CrossRef] [PubMed]

Proc. SPIE (1)

O. Stenzel, Proc. SPIE 5355, 1 (2004).
[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.


Figures (3)

Fig. 1
Fig. 1

(a) Bandpass filters based on a subwavelength metallic grating deposited on a free-standing dielectric layer and scanning electron microscope image of a sample ( d = 2110 nm , w = 215 nm , t m = 70 nm , and t d = 540 nm ). (b) Transmission spectrum calculated in TM polarization and normal incidence; inset: magnetic field intensity | H y | 2 in linear color map, calculated at normal incidence ( λ = 2.97 μm ). (c) Transmission maximum and spectral position of the peak as a function of the grating period.

Fig. 2
Fig. 2

Angle-resolved specular transmission measurements through metallic GMR structure in linear color map as a function of σ = 1 / λ , the wavenumber, and k x = 2 π sin ( θ ) / λ , the x component of the incident wave vector. White lines: ± 1 diffracted order apparition, in free space or in silicon nitride layer. Sketches represent the existence of propagating diffracted orders.

Fig. 3
Fig. 3

Transmission spectra measured in TM polarization and incidence of 0 ° and 10 ° for a free-standing gold grating on the SiN x layer.

Metrics