Abstract

Broadband and tunable control of surface plasmon polaritons in the near-infrared and visible spectrum is demonstrated theoretically and numerically with a pair of phased nanoslits. We establish, with simulations supported by a coupled wave model, that by dividing the incident power equally between two input channels, the maximum plasmon intensity deliverable to either side of the nanoslit pair is twice that for an isolated slit. For a broadband source, a compact device with nanoslit separation of the order of a tenth of the wavelength is shown to steer nearly all the generated plasmons to one side for the same phase delay, thereby achieving a broadband unidirectional plasmon launcher. The reported effect can be applied to the design of ultra-broadband and efficient tunable plasmonic devices.

© 2013 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. R. Zia, J. A. Schuller, A. Chandran, and M. L. Brongersma, Mater. Today 9(7–8), 20 (2006).
    [CrossRef]
  2. A. V. Krasavin and N. I. Zheludev, Appl. Phys. Lett. 84, 1416 (2004).
    [CrossRef]
  3. T. Nikolajsen, K. Leosson, and S. I. Bozhevolnyi, Appl. Phys. Lett. 85, 5833 (2004).
    [CrossRef]
  4. A. L. Lereu, A. Passian, J.-P. Goudonnet, T. Thundat, and T. L. Ferell, Appl. Phys. Lett. 86, 154101 (2005).
    [CrossRef]
  5. M. J. Dicken, L. A. Sweatlock, D. Pacifici, H. J. Lezec, K. Bhattacharya, and H. A. Atwater, Nano Lett. 8, 4048 (2008).
    [CrossRef]
  6. W. Cai, J. S. White, and M. L. Brongersma, Nano Lett. 9, 4403 (2009).
    [CrossRef]
  7. M. A. Bavil, Z. Zhou, and Q. Deng, Opt. Express 21, 17066 (2013).
    [CrossRef]
  8. K. F. MacDonald, Z. L. Sámson, M. I. Stockman, and N. I. Zheludev, Nat. Photonics 3, 55 (2009).
    [CrossRef]
  9. S. B. Raghunathan, C. H. Gan, T. van Dijk, B. Ea Kim, H. F. Schouten, W. Ubachs, P. Lalanne, and T. D. Visser, Opt. Express 20, 15326 (2012).
    [CrossRef]
  10. F. J. Rodríguez-Fortuño, G. Marino, P. Ginzburg, D. O’Connor, A. Martínez, G. A. Wurtz, and A. V. Zayats, Science 340, 328 (2013).
    [CrossRef]
  11. J. Lin, J. P. Balthasar Mueller, Q. Wang, G. Yuan, N. Antoniou, X.-C. Yuan, and F. Capasso, Science 340, 331 (2013).
    [CrossRef]
  12. P. Lalanne, J. P. Hugonin, H. Liu, and B. Wang, Surf. Sci. Rep. 64, 453 (2009).
    [CrossRef]
  13. Y. Sonnefraud, S. Kerman, G. Di Martino, D. Y. Lei, and S. A. Maier, Opt. Express 20, 4893 (2012).
    [CrossRef]
  14. P. Lalanne, J. P. Hugonin, and J. C. Rodier, Phys. Rev. Lett. 95, 263902 (2005).
    [CrossRef]
  15. H. Raether, Surface Plasmons on Smooth and Rough Surfaces and on Gratings (Springer, 1988).
  16. E. Silberstein, P. Lalanne, J. P. Hugonin, and Q. Cao, J. Opt. Soc. Am. A 18, 2865 (2001).
    [CrossRef]
  17. M. Besbes, J. P. Hugonin, P. Lalanne, S. van Haver, O. T. A. Janssen, A. M. Nugrowati, M. Xu, S. F. Pereira, H. P. Urbach, A. S. van de Nes, P. Bienstman, G. Granet, A. Moreau, S. Helfert, M. Sukharev, T. Seideman, F. I. Baida, B. Guizal, and D. Van Labeke, J. Eur. Opt. Soc. Rapid Publ. 2, 07022 (2007).
  18. E. D. Palik, Handbook of Optical Constants of Solids (Academic, 1985).
  19. X. Y. Yang, H. T. Liu, and P. Lalanne, Phys. Rev. Lett. 102, 153903 (2009).
    [CrossRef]
  20. The spatial coherence of an optical wavefield is a measure of the “statistical similarity” between any two points within the field’s domain and of its interference-causing capability. See for instance, L. Mandel and E. Wolf, Optical Coherence and Quantum Optics (Cambridge University, 1995).
  21. C. H. Gan, L. Lalouat, P. Lalanne, and L. Aigouy, Phys. Rev. B 83, 085422 (2011).
    [CrossRef]
  22. H. Liao, Z. Li, J. Chen, X. Zhang, S. Yue, and Q. Gong, Sci. Rep. 3, 1918 (2013).
  23. H. Ditlbacher, J. R. Krenn, G. Schider, A. Leitner, and F. R. Aussenegg, Appl. Phys. Lett. 81, 1762 (2002).
    [CrossRef]
  24. G. Lenz, B. J. Eggleton, C. K. Madsen, and R. E. Slusher, IEEE J. Quantum Electron. 37, 525 (2001).
    [CrossRef]

2013 (4)

F. J. Rodríguez-Fortuño, G. Marino, P. Ginzburg, D. O’Connor, A. Martínez, G. A. Wurtz, and A. V. Zayats, Science 340, 328 (2013).
[CrossRef]

J. Lin, J. P. Balthasar Mueller, Q. Wang, G. Yuan, N. Antoniou, X.-C. Yuan, and F. Capasso, Science 340, 331 (2013).
[CrossRef]

H. Liao, Z. Li, J. Chen, X. Zhang, S. Yue, and Q. Gong, Sci. Rep. 3, 1918 (2013).

M. A. Bavil, Z. Zhou, and Q. Deng, Opt. Express 21, 17066 (2013).
[CrossRef]

2012 (2)

2011 (1)

C. H. Gan, L. Lalouat, P. Lalanne, and L. Aigouy, Phys. Rev. B 83, 085422 (2011).
[CrossRef]

2009 (4)

X. Y. Yang, H. T. Liu, and P. Lalanne, Phys. Rev. Lett. 102, 153903 (2009).
[CrossRef]

W. Cai, J. S. White, and M. L. Brongersma, Nano Lett. 9, 4403 (2009).
[CrossRef]

P. Lalanne, J. P. Hugonin, H. Liu, and B. Wang, Surf. Sci. Rep. 64, 453 (2009).
[CrossRef]

K. F. MacDonald, Z. L. Sámson, M. I. Stockman, and N. I. Zheludev, Nat. Photonics 3, 55 (2009).
[CrossRef]

2008 (1)

M. J. Dicken, L. A. Sweatlock, D. Pacifici, H. J. Lezec, K. Bhattacharya, and H. A. Atwater, Nano Lett. 8, 4048 (2008).
[CrossRef]

2007 (1)

M. Besbes, J. P. Hugonin, P. Lalanne, S. van Haver, O. T. A. Janssen, A. M. Nugrowati, M. Xu, S. F. Pereira, H. P. Urbach, A. S. van de Nes, P. Bienstman, G. Granet, A. Moreau, S. Helfert, M. Sukharev, T. Seideman, F. I. Baida, B. Guizal, and D. Van Labeke, J. Eur. Opt. Soc. Rapid Publ. 2, 07022 (2007).

2006 (1)

R. Zia, J. A. Schuller, A. Chandran, and M. L. Brongersma, Mater. Today 9(7–8), 20 (2006).
[CrossRef]

2005 (2)

A. L. Lereu, A. Passian, J.-P. Goudonnet, T. Thundat, and T. L. Ferell, Appl. Phys. Lett. 86, 154101 (2005).
[CrossRef]

P. Lalanne, J. P. Hugonin, and J. C. Rodier, Phys. Rev. Lett. 95, 263902 (2005).
[CrossRef]

2004 (2)

A. V. Krasavin and N. I. Zheludev, Appl. Phys. Lett. 84, 1416 (2004).
[CrossRef]

T. Nikolajsen, K. Leosson, and S. I. Bozhevolnyi, Appl. Phys. Lett. 85, 5833 (2004).
[CrossRef]

2002 (1)

H. Ditlbacher, J. R. Krenn, G. Schider, A. Leitner, and F. R. Aussenegg, Appl. Phys. Lett. 81, 1762 (2002).
[CrossRef]

2001 (2)

G. Lenz, B. J. Eggleton, C. K. Madsen, and R. E. Slusher, IEEE J. Quantum Electron. 37, 525 (2001).
[CrossRef]

E. Silberstein, P. Lalanne, J. P. Hugonin, and Q. Cao, J. Opt. Soc. Am. A 18, 2865 (2001).
[CrossRef]

Aigouy, L.

C. H. Gan, L. Lalouat, P. Lalanne, and L. Aigouy, Phys. Rev. B 83, 085422 (2011).
[CrossRef]

Antoniou, N.

J. Lin, J. P. Balthasar Mueller, Q. Wang, G. Yuan, N. Antoniou, X.-C. Yuan, and F. Capasso, Science 340, 331 (2013).
[CrossRef]

Atwater, H. A.

M. J. Dicken, L. A. Sweatlock, D. Pacifici, H. J. Lezec, K. Bhattacharya, and H. A. Atwater, Nano Lett. 8, 4048 (2008).
[CrossRef]

Aussenegg, F. R.

H. Ditlbacher, J. R. Krenn, G. Schider, A. Leitner, and F. R. Aussenegg, Appl. Phys. Lett. 81, 1762 (2002).
[CrossRef]

Baida, F. I.

M. Besbes, J. P. Hugonin, P. Lalanne, S. van Haver, O. T. A. Janssen, A. M. Nugrowati, M. Xu, S. F. Pereira, H. P. Urbach, A. S. van de Nes, P. Bienstman, G. Granet, A. Moreau, S. Helfert, M. Sukharev, T. Seideman, F. I. Baida, B. Guizal, and D. Van Labeke, J. Eur. Opt. Soc. Rapid Publ. 2, 07022 (2007).

Balthasar Mueller, J. P.

J. Lin, J. P. Balthasar Mueller, Q. Wang, G. Yuan, N. Antoniou, X.-C. Yuan, and F. Capasso, Science 340, 331 (2013).
[CrossRef]

Bavil, M. A.

Besbes, M.

M. Besbes, J. P. Hugonin, P. Lalanne, S. van Haver, O. T. A. Janssen, A. M. Nugrowati, M. Xu, S. F. Pereira, H. P. Urbach, A. S. van de Nes, P. Bienstman, G. Granet, A. Moreau, S. Helfert, M. Sukharev, T. Seideman, F. I. Baida, B. Guizal, and D. Van Labeke, J. Eur. Opt. Soc. Rapid Publ. 2, 07022 (2007).

Bhattacharya, K.

M. J. Dicken, L. A. Sweatlock, D. Pacifici, H. J. Lezec, K. Bhattacharya, and H. A. Atwater, Nano Lett. 8, 4048 (2008).
[CrossRef]

Bienstman, P.

M. Besbes, J. P. Hugonin, P. Lalanne, S. van Haver, O. T. A. Janssen, A. M. Nugrowati, M. Xu, S. F. Pereira, H. P. Urbach, A. S. van de Nes, P. Bienstman, G. Granet, A. Moreau, S. Helfert, M. Sukharev, T. Seideman, F. I. Baida, B. Guizal, and D. Van Labeke, J. Eur. Opt. Soc. Rapid Publ. 2, 07022 (2007).

Bozhevolnyi, S. I.

T. Nikolajsen, K. Leosson, and S. I. Bozhevolnyi, Appl. Phys. Lett. 85, 5833 (2004).
[CrossRef]

Brongersma, M. L.

W. Cai, J. S. White, and M. L. Brongersma, Nano Lett. 9, 4403 (2009).
[CrossRef]

R. Zia, J. A. Schuller, A. Chandran, and M. L. Brongersma, Mater. Today 9(7–8), 20 (2006).
[CrossRef]

Cai, W.

W. Cai, J. S. White, and M. L. Brongersma, Nano Lett. 9, 4403 (2009).
[CrossRef]

Cao, Q.

Capasso, F.

J. Lin, J. P. Balthasar Mueller, Q. Wang, G. Yuan, N. Antoniou, X.-C. Yuan, and F. Capasso, Science 340, 331 (2013).
[CrossRef]

Chandran, A.

R. Zia, J. A. Schuller, A. Chandran, and M. L. Brongersma, Mater. Today 9(7–8), 20 (2006).
[CrossRef]

Chen, J.

H. Liao, Z. Li, J. Chen, X. Zhang, S. Yue, and Q. Gong, Sci. Rep. 3, 1918 (2013).

Deng, Q.

Di Martino, G.

Dicken, M. J.

M. J. Dicken, L. A. Sweatlock, D. Pacifici, H. J. Lezec, K. Bhattacharya, and H. A. Atwater, Nano Lett. 8, 4048 (2008).
[CrossRef]

Ditlbacher, H.

H. Ditlbacher, J. R. Krenn, G. Schider, A. Leitner, and F. R. Aussenegg, Appl. Phys. Lett. 81, 1762 (2002).
[CrossRef]

Ea Kim, B.

Eggleton, B. J.

G. Lenz, B. J. Eggleton, C. K. Madsen, and R. E. Slusher, IEEE J. Quantum Electron. 37, 525 (2001).
[CrossRef]

Ferell, T. L.

A. L. Lereu, A. Passian, J.-P. Goudonnet, T. Thundat, and T. L. Ferell, Appl. Phys. Lett. 86, 154101 (2005).
[CrossRef]

Gan, C. H.

Ginzburg, P.

F. J. Rodríguez-Fortuño, G. Marino, P. Ginzburg, D. O’Connor, A. Martínez, G. A. Wurtz, and A. V. Zayats, Science 340, 328 (2013).
[CrossRef]

Gong, Q.

H. Liao, Z. Li, J. Chen, X. Zhang, S. Yue, and Q. Gong, Sci. Rep. 3, 1918 (2013).

Goudonnet, J.-P.

A. L. Lereu, A. Passian, J.-P. Goudonnet, T. Thundat, and T. L. Ferell, Appl. Phys. Lett. 86, 154101 (2005).
[CrossRef]

Granet, G.

M. Besbes, J. P. Hugonin, P. Lalanne, S. van Haver, O. T. A. Janssen, A. M. Nugrowati, M. Xu, S. F. Pereira, H. P. Urbach, A. S. van de Nes, P. Bienstman, G. Granet, A. Moreau, S. Helfert, M. Sukharev, T. Seideman, F. I. Baida, B. Guizal, and D. Van Labeke, J. Eur. Opt. Soc. Rapid Publ. 2, 07022 (2007).

Guizal, B.

M. Besbes, J. P. Hugonin, P. Lalanne, S. van Haver, O. T. A. Janssen, A. M. Nugrowati, M. Xu, S. F. Pereira, H. P. Urbach, A. S. van de Nes, P. Bienstman, G. Granet, A. Moreau, S. Helfert, M. Sukharev, T. Seideman, F. I. Baida, B. Guizal, and D. Van Labeke, J. Eur. Opt. Soc. Rapid Publ. 2, 07022 (2007).

Helfert, S.

M. Besbes, J. P. Hugonin, P. Lalanne, S. van Haver, O. T. A. Janssen, A. M. Nugrowati, M. Xu, S. F. Pereira, H. P. Urbach, A. S. van de Nes, P. Bienstman, G. Granet, A. Moreau, S. Helfert, M. Sukharev, T. Seideman, F. I. Baida, B. Guizal, and D. Van Labeke, J. Eur. Opt. Soc. Rapid Publ. 2, 07022 (2007).

Hugonin, J. P.

P. Lalanne, J. P. Hugonin, H. Liu, and B. Wang, Surf. Sci. Rep. 64, 453 (2009).
[CrossRef]

M. Besbes, J. P. Hugonin, P. Lalanne, S. van Haver, O. T. A. Janssen, A. M. Nugrowati, M. Xu, S. F. Pereira, H. P. Urbach, A. S. van de Nes, P. Bienstman, G. Granet, A. Moreau, S. Helfert, M. Sukharev, T. Seideman, F. I. Baida, B. Guizal, and D. Van Labeke, J. Eur. Opt. Soc. Rapid Publ. 2, 07022 (2007).

P. Lalanne, J. P. Hugonin, and J. C. Rodier, Phys. Rev. Lett. 95, 263902 (2005).
[CrossRef]

E. Silberstein, P. Lalanne, J. P. Hugonin, and Q. Cao, J. Opt. Soc. Am. A 18, 2865 (2001).
[CrossRef]

Janssen, O. T. A.

M. Besbes, J. P. Hugonin, P. Lalanne, S. van Haver, O. T. A. Janssen, A. M. Nugrowati, M. Xu, S. F. Pereira, H. P. Urbach, A. S. van de Nes, P. Bienstman, G. Granet, A. Moreau, S. Helfert, M. Sukharev, T. Seideman, F. I. Baida, B. Guizal, and D. Van Labeke, J. Eur. Opt. Soc. Rapid Publ. 2, 07022 (2007).

Kerman, S.

Krasavin, A. V.

A. V. Krasavin and N. I. Zheludev, Appl. Phys. Lett. 84, 1416 (2004).
[CrossRef]

Krenn, J. R.

H. Ditlbacher, J. R. Krenn, G. Schider, A. Leitner, and F. R. Aussenegg, Appl. Phys. Lett. 81, 1762 (2002).
[CrossRef]

Lalanne, P.

S. B. Raghunathan, C. H. Gan, T. van Dijk, B. Ea Kim, H. F. Schouten, W. Ubachs, P. Lalanne, and T. D. Visser, Opt. Express 20, 15326 (2012).
[CrossRef]

C. H. Gan, L. Lalouat, P. Lalanne, and L. Aigouy, Phys. Rev. B 83, 085422 (2011).
[CrossRef]

X. Y. Yang, H. T. Liu, and P. Lalanne, Phys. Rev. Lett. 102, 153903 (2009).
[CrossRef]

P. Lalanne, J. P. Hugonin, H. Liu, and B. Wang, Surf. Sci. Rep. 64, 453 (2009).
[CrossRef]

M. Besbes, J. P. Hugonin, P. Lalanne, S. van Haver, O. T. A. Janssen, A. M. Nugrowati, M. Xu, S. F. Pereira, H. P. Urbach, A. S. van de Nes, P. Bienstman, G. Granet, A. Moreau, S. Helfert, M. Sukharev, T. Seideman, F. I. Baida, B. Guizal, and D. Van Labeke, J. Eur. Opt. Soc. Rapid Publ. 2, 07022 (2007).

P. Lalanne, J. P. Hugonin, and J. C. Rodier, Phys. Rev. Lett. 95, 263902 (2005).
[CrossRef]

E. Silberstein, P. Lalanne, J. P. Hugonin, and Q. Cao, J. Opt. Soc. Am. A 18, 2865 (2001).
[CrossRef]

Lalouat, L.

C. H. Gan, L. Lalouat, P. Lalanne, and L. Aigouy, Phys. Rev. B 83, 085422 (2011).
[CrossRef]

Lei, D. Y.

Leitner, A.

H. Ditlbacher, J. R. Krenn, G. Schider, A. Leitner, and F. R. Aussenegg, Appl. Phys. Lett. 81, 1762 (2002).
[CrossRef]

Lenz, G.

G. Lenz, B. J. Eggleton, C. K. Madsen, and R. E. Slusher, IEEE J. Quantum Electron. 37, 525 (2001).
[CrossRef]

Leosson, K.

T. Nikolajsen, K. Leosson, and S. I. Bozhevolnyi, Appl. Phys. Lett. 85, 5833 (2004).
[CrossRef]

Lereu, A. L.

A. L. Lereu, A. Passian, J.-P. Goudonnet, T. Thundat, and T. L. Ferell, Appl. Phys. Lett. 86, 154101 (2005).
[CrossRef]

Lezec, H. J.

M. J. Dicken, L. A. Sweatlock, D. Pacifici, H. J. Lezec, K. Bhattacharya, and H. A. Atwater, Nano Lett. 8, 4048 (2008).
[CrossRef]

Li, Z.

H. Liao, Z. Li, J. Chen, X. Zhang, S. Yue, and Q. Gong, Sci. Rep. 3, 1918 (2013).

Liao, H.

H. Liao, Z. Li, J. Chen, X. Zhang, S. Yue, and Q. Gong, Sci. Rep. 3, 1918 (2013).

Lin, J.

J. Lin, J. P. Balthasar Mueller, Q. Wang, G. Yuan, N. Antoniou, X.-C. Yuan, and F. Capasso, Science 340, 331 (2013).
[CrossRef]

Liu, H.

P. Lalanne, J. P. Hugonin, H. Liu, and B. Wang, Surf. Sci. Rep. 64, 453 (2009).
[CrossRef]

Liu, H. T.

X. Y. Yang, H. T. Liu, and P. Lalanne, Phys. Rev. Lett. 102, 153903 (2009).
[CrossRef]

MacDonald, K. F.

K. F. MacDonald, Z. L. Sámson, M. I. Stockman, and N. I. Zheludev, Nat. Photonics 3, 55 (2009).
[CrossRef]

Madsen, C. K.

G. Lenz, B. J. Eggleton, C. K. Madsen, and R. E. Slusher, IEEE J. Quantum Electron. 37, 525 (2001).
[CrossRef]

Maier, S. A.

Mandel, L.

The spatial coherence of an optical wavefield is a measure of the “statistical similarity” between any two points within the field’s domain and of its interference-causing capability. See for instance, L. Mandel and E. Wolf, Optical Coherence and Quantum Optics (Cambridge University, 1995).

Marino, G.

F. J. Rodríguez-Fortuño, G. Marino, P. Ginzburg, D. O’Connor, A. Martínez, G. A. Wurtz, and A. V. Zayats, Science 340, 328 (2013).
[CrossRef]

Martínez, A.

F. J. Rodríguez-Fortuño, G. Marino, P. Ginzburg, D. O’Connor, A. Martínez, G. A. Wurtz, and A. V. Zayats, Science 340, 328 (2013).
[CrossRef]

Moreau, A.

M. Besbes, J. P. Hugonin, P. Lalanne, S. van Haver, O. T. A. Janssen, A. M. Nugrowati, M. Xu, S. F. Pereira, H. P. Urbach, A. S. van de Nes, P. Bienstman, G. Granet, A. Moreau, S. Helfert, M. Sukharev, T. Seideman, F. I. Baida, B. Guizal, and D. Van Labeke, J. Eur. Opt. Soc. Rapid Publ. 2, 07022 (2007).

Nikolajsen, T.

T. Nikolajsen, K. Leosson, and S. I. Bozhevolnyi, Appl. Phys. Lett. 85, 5833 (2004).
[CrossRef]

Nugrowati, A. M.

M. Besbes, J. P. Hugonin, P. Lalanne, S. van Haver, O. T. A. Janssen, A. M. Nugrowati, M. Xu, S. F. Pereira, H. P. Urbach, A. S. van de Nes, P. Bienstman, G. Granet, A. Moreau, S. Helfert, M. Sukharev, T. Seideman, F. I. Baida, B. Guizal, and D. Van Labeke, J. Eur. Opt. Soc. Rapid Publ. 2, 07022 (2007).

O’Connor, D.

F. J. Rodríguez-Fortuño, G. Marino, P. Ginzburg, D. O’Connor, A. Martínez, G. A. Wurtz, and A. V. Zayats, Science 340, 328 (2013).
[CrossRef]

Pacifici, D.

M. J. Dicken, L. A. Sweatlock, D. Pacifici, H. J. Lezec, K. Bhattacharya, and H. A. Atwater, Nano Lett. 8, 4048 (2008).
[CrossRef]

Palik, E. D.

E. D. Palik, Handbook of Optical Constants of Solids (Academic, 1985).

Passian, A.

A. L. Lereu, A. Passian, J.-P. Goudonnet, T. Thundat, and T. L. Ferell, Appl. Phys. Lett. 86, 154101 (2005).
[CrossRef]

Pereira, S. F.

M. Besbes, J. P. Hugonin, P. Lalanne, S. van Haver, O. T. A. Janssen, A. M. Nugrowati, M. Xu, S. F. Pereira, H. P. Urbach, A. S. van de Nes, P. Bienstman, G. Granet, A. Moreau, S. Helfert, M. Sukharev, T. Seideman, F. I. Baida, B. Guizal, and D. Van Labeke, J. Eur. Opt. Soc. Rapid Publ. 2, 07022 (2007).

Raether, H.

H. Raether, Surface Plasmons on Smooth and Rough Surfaces and on Gratings (Springer, 1988).

Raghunathan, S. B.

Rodier, J. C.

P. Lalanne, J. P. Hugonin, and J. C. Rodier, Phys. Rev. Lett. 95, 263902 (2005).
[CrossRef]

Rodríguez-Fortuño, F. J.

F. J. Rodríguez-Fortuño, G. Marino, P. Ginzburg, D. O’Connor, A. Martínez, G. A. Wurtz, and A. V. Zayats, Science 340, 328 (2013).
[CrossRef]

Sámson, Z. L.

K. F. MacDonald, Z. L. Sámson, M. I. Stockman, and N. I. Zheludev, Nat. Photonics 3, 55 (2009).
[CrossRef]

Schider, G.

H. Ditlbacher, J. R. Krenn, G. Schider, A. Leitner, and F. R. Aussenegg, Appl. Phys. Lett. 81, 1762 (2002).
[CrossRef]

Schouten, H. F.

Schuller, J. A.

R. Zia, J. A. Schuller, A. Chandran, and M. L. Brongersma, Mater. Today 9(7–8), 20 (2006).
[CrossRef]

Seideman, T.

M. Besbes, J. P. Hugonin, P. Lalanne, S. van Haver, O. T. A. Janssen, A. M. Nugrowati, M. Xu, S. F. Pereira, H. P. Urbach, A. S. van de Nes, P. Bienstman, G. Granet, A. Moreau, S. Helfert, M. Sukharev, T. Seideman, F. I. Baida, B. Guizal, and D. Van Labeke, J. Eur. Opt. Soc. Rapid Publ. 2, 07022 (2007).

Silberstein, E.

Slusher, R. E.

G. Lenz, B. J. Eggleton, C. K. Madsen, and R. E. Slusher, IEEE J. Quantum Electron. 37, 525 (2001).
[CrossRef]

Sonnefraud, Y.

Stockman, M. I.

K. F. MacDonald, Z. L. Sámson, M. I. Stockman, and N. I. Zheludev, Nat. Photonics 3, 55 (2009).
[CrossRef]

Sukharev, M.

M. Besbes, J. P. Hugonin, P. Lalanne, S. van Haver, O. T. A. Janssen, A. M. Nugrowati, M. Xu, S. F. Pereira, H. P. Urbach, A. S. van de Nes, P. Bienstman, G. Granet, A. Moreau, S. Helfert, M. Sukharev, T. Seideman, F. I. Baida, B. Guizal, and D. Van Labeke, J. Eur. Opt. Soc. Rapid Publ. 2, 07022 (2007).

Sweatlock, L. A.

M. J. Dicken, L. A. Sweatlock, D. Pacifici, H. J. Lezec, K. Bhattacharya, and H. A. Atwater, Nano Lett. 8, 4048 (2008).
[CrossRef]

Thundat, T.

A. L. Lereu, A. Passian, J.-P. Goudonnet, T. Thundat, and T. L. Ferell, Appl. Phys. Lett. 86, 154101 (2005).
[CrossRef]

Ubachs, W.

Urbach, H. P.

M. Besbes, J. P. Hugonin, P. Lalanne, S. van Haver, O. T. A. Janssen, A. M. Nugrowati, M. Xu, S. F. Pereira, H. P. Urbach, A. S. van de Nes, P. Bienstman, G. Granet, A. Moreau, S. Helfert, M. Sukharev, T. Seideman, F. I. Baida, B. Guizal, and D. Van Labeke, J. Eur. Opt. Soc. Rapid Publ. 2, 07022 (2007).

van de Nes, A. S.

M. Besbes, J. P. Hugonin, P. Lalanne, S. van Haver, O. T. A. Janssen, A. M. Nugrowati, M. Xu, S. F. Pereira, H. P. Urbach, A. S. van de Nes, P. Bienstman, G. Granet, A. Moreau, S. Helfert, M. Sukharev, T. Seideman, F. I. Baida, B. Guizal, and D. Van Labeke, J. Eur. Opt. Soc. Rapid Publ. 2, 07022 (2007).

van Dijk, T.

van Haver, S.

M. Besbes, J. P. Hugonin, P. Lalanne, S. van Haver, O. T. A. Janssen, A. M. Nugrowati, M. Xu, S. F. Pereira, H. P. Urbach, A. S. van de Nes, P. Bienstman, G. Granet, A. Moreau, S. Helfert, M. Sukharev, T. Seideman, F. I. Baida, B. Guizal, and D. Van Labeke, J. Eur. Opt. Soc. Rapid Publ. 2, 07022 (2007).

Van Labeke, D.

M. Besbes, J. P. Hugonin, P. Lalanne, S. van Haver, O. T. A. Janssen, A. M. Nugrowati, M. Xu, S. F. Pereira, H. P. Urbach, A. S. van de Nes, P. Bienstman, G. Granet, A. Moreau, S. Helfert, M. Sukharev, T. Seideman, F. I. Baida, B. Guizal, and D. Van Labeke, J. Eur. Opt. Soc. Rapid Publ. 2, 07022 (2007).

Visser, T. D.

Wang, B.

P. Lalanne, J. P. Hugonin, H. Liu, and B. Wang, Surf. Sci. Rep. 64, 453 (2009).
[CrossRef]

Wang, Q.

J. Lin, J. P. Balthasar Mueller, Q. Wang, G. Yuan, N. Antoniou, X.-C. Yuan, and F. Capasso, Science 340, 331 (2013).
[CrossRef]

White, J. S.

W. Cai, J. S. White, and M. L. Brongersma, Nano Lett. 9, 4403 (2009).
[CrossRef]

Wolf, E.

The spatial coherence of an optical wavefield is a measure of the “statistical similarity” between any two points within the field’s domain and of its interference-causing capability. See for instance, L. Mandel and E. Wolf, Optical Coherence and Quantum Optics (Cambridge University, 1995).

Wurtz, G. A.

F. J. Rodríguez-Fortuño, G. Marino, P. Ginzburg, D. O’Connor, A. Martínez, G. A. Wurtz, and A. V. Zayats, Science 340, 328 (2013).
[CrossRef]

Xu, M.

M. Besbes, J. P. Hugonin, P. Lalanne, S. van Haver, O. T. A. Janssen, A. M. Nugrowati, M. Xu, S. F. Pereira, H. P. Urbach, A. S. van de Nes, P. Bienstman, G. Granet, A. Moreau, S. Helfert, M. Sukharev, T. Seideman, F. I. Baida, B. Guizal, and D. Van Labeke, J. Eur. Opt. Soc. Rapid Publ. 2, 07022 (2007).

Yang, X. Y.

X. Y. Yang, H. T. Liu, and P. Lalanne, Phys. Rev. Lett. 102, 153903 (2009).
[CrossRef]

Yuan, G.

J. Lin, J. P. Balthasar Mueller, Q. Wang, G. Yuan, N. Antoniou, X.-C. Yuan, and F. Capasso, Science 340, 331 (2013).
[CrossRef]

Yuan, X.-C.

J. Lin, J. P. Balthasar Mueller, Q. Wang, G. Yuan, N. Antoniou, X.-C. Yuan, and F. Capasso, Science 340, 331 (2013).
[CrossRef]

Yue, S.

H. Liao, Z. Li, J. Chen, X. Zhang, S. Yue, and Q. Gong, Sci. Rep. 3, 1918 (2013).

Zayats, A. V.

F. J. Rodríguez-Fortuño, G. Marino, P. Ginzburg, D. O’Connor, A. Martínez, G. A. Wurtz, and A. V. Zayats, Science 340, 328 (2013).
[CrossRef]

Zhang, X.

H. Liao, Z. Li, J. Chen, X. Zhang, S. Yue, and Q. Gong, Sci. Rep. 3, 1918 (2013).

Zheludev, N. I.

K. F. MacDonald, Z. L. Sámson, M. I. Stockman, and N. I. Zheludev, Nat. Photonics 3, 55 (2009).
[CrossRef]

A. V. Krasavin and N. I. Zheludev, Appl. Phys. Lett. 84, 1416 (2004).
[CrossRef]

Zhou, Z.

Zia, R.

R. Zia, J. A. Schuller, A. Chandran, and M. L. Brongersma, Mater. Today 9(7–8), 20 (2006).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett. (4)

A. V. Krasavin and N. I. Zheludev, Appl. Phys. Lett. 84, 1416 (2004).
[CrossRef]

T. Nikolajsen, K. Leosson, and S. I. Bozhevolnyi, Appl. Phys. Lett. 85, 5833 (2004).
[CrossRef]

A. L. Lereu, A. Passian, J.-P. Goudonnet, T. Thundat, and T. L. Ferell, Appl. Phys. Lett. 86, 154101 (2005).
[CrossRef]

H. Ditlbacher, J. R. Krenn, G. Schider, A. Leitner, and F. R. Aussenegg, Appl. Phys. Lett. 81, 1762 (2002).
[CrossRef]

IEEE J. Quantum Electron. (1)

G. Lenz, B. J. Eggleton, C. K. Madsen, and R. E. Slusher, IEEE J. Quantum Electron. 37, 525 (2001).
[CrossRef]

J. Eur. Opt. Soc. Rapid Publ. (1)

M. Besbes, J. P. Hugonin, P. Lalanne, S. van Haver, O. T. A. Janssen, A. M. Nugrowati, M. Xu, S. F. Pereira, H. P. Urbach, A. S. van de Nes, P. Bienstman, G. Granet, A. Moreau, S. Helfert, M. Sukharev, T. Seideman, F. I. Baida, B. Guizal, and D. Van Labeke, J. Eur. Opt. Soc. Rapid Publ. 2, 07022 (2007).

J. Opt. Soc. Am. A (1)

Mater. Today (1)

R. Zia, J. A. Schuller, A. Chandran, and M. L. Brongersma, Mater. Today 9(7–8), 20 (2006).
[CrossRef]

Nano Lett. (2)

M. J. Dicken, L. A. Sweatlock, D. Pacifici, H. J. Lezec, K. Bhattacharya, and H. A. Atwater, Nano Lett. 8, 4048 (2008).
[CrossRef]

W. Cai, J. S. White, and M. L. Brongersma, Nano Lett. 9, 4403 (2009).
[CrossRef]

Nat. Photonics (1)

K. F. MacDonald, Z. L. Sámson, M. I. Stockman, and N. I. Zheludev, Nat. Photonics 3, 55 (2009).
[CrossRef]

Opt. Express (3)

Phys. Rev. B (1)

C. H. Gan, L. Lalouat, P. Lalanne, and L. Aigouy, Phys. Rev. B 83, 085422 (2011).
[CrossRef]

Phys. Rev. Lett. (2)

P. Lalanne, J. P. Hugonin, and J. C. Rodier, Phys. Rev. Lett. 95, 263902 (2005).
[CrossRef]

X. Y. Yang, H. T. Liu, and P. Lalanne, Phys. Rev. Lett. 102, 153903 (2009).
[CrossRef]

Sci. Rep. (1)

H. Liao, Z. Li, J. Chen, X. Zhang, S. Yue, and Q. Gong, Sci. Rep. 3, 1918 (2013).

Science (2)

F. J. Rodríguez-Fortuño, G. Marino, P. Ginzburg, D. O’Connor, A. Martínez, G. A. Wurtz, and A. V. Zayats, Science 340, 328 (2013).
[CrossRef]

J. Lin, J. P. Balthasar Mueller, Q. Wang, G. Yuan, N. Antoniou, X.-C. Yuan, and F. Capasso, Science 340, 331 (2013).
[CrossRef]

Surf. Sci. Rep. (1)

P. Lalanne, J. P. Hugonin, H. Liu, and B. Wang, Surf. Sci. Rep. 64, 453 (2009).
[CrossRef]

Other (3)

The spatial coherence of an optical wavefield is a measure of the “statistical similarity” between any two points within the field’s domain and of its interference-causing capability. See for instance, L. Mandel and E. Wolf, Optical Coherence and Quantum Optics (Cambridge University, 1995).

E. D. Palik, Handbook of Optical Constants of Solids (Academic, 1985).

H. Raether, Surface Plasmons on Smooth and Rough Surfaces and on Gratings (Springer, 1988).

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.

Geometry considered and definition of main physical parameters. (a) β and β represent the scattered SPP amplitudes for the cases where either the left (black solid arrows) or right (black dashed arrows) slit is illuminated. β+ and β are the scattered SPP amplitudes directed to the right and left when both nanoslits are illuminated, with each carrying half the incident optical power. (b) SPP scattering efficiencies |β+|2 and |β|2. (c) β obtained from the coupled-wave model of Eq. (3) (solid curves) and simulations (dotted curves). Inset: definition of α (plotted as dashed horizontal lines). In (b) and (c), λ=700,950, and 1550 nm, and φ=0.

Fig. 2.
Fig. 2.

Dynamic control of SPPs and weak electromagnetic contributions from the CWs. (a) For a fixed separation (d=3.28λsp), varying φ is equivalent to laterally shifting the scattered SPP intensity. (b) Unidirectional launching of SPP at φ=±π/2. (c1) |Hcw| for φ=0, π/2, π, and for the case of the isolated slit. (c2) Re(Hcw) launched to the right of the nanoslits when only either slit is illuminated (see insets). The horizontal line Re(Hcw)=0 is plotted for reference. In (b), (c1), and (c2), the slit separation d is taken to be 3.03λsp. In all cases, the wavelength λ=950nm.

Fig. 3.
Fig. 3.

Near-dispersionless unidirectional launching of SPPs with a compact device (d=150nm) for central operating wavelength λ0=1550nm. (a) ER for varying φ for λ0, and for φ=0.4π for 1300nmλ1800nm. Inset: |β+|2 (blue) and |β|2 (red) for λ0 obtained from simulations (solid curves) and the coupled-wave model (dotted curves). (b) Intensity of the total magnetic field |H2| launched to either side of the nanoslits on the metal surface for 1400nmλ1700nm. (c) Spatial distribution of |H2| for λ0. Inset: Re(Hsp) and Re(Hcw) launched to the right on the metal surface. The horizontal line Re(Hsp)=Re(Hcw)=0 is plotted for reference.

Equations (3)

Equations on this page are rendered with MathJax. Learn more.

β+=βeiφ+τβeikspd2,β=β+τβei(kspd+φ)2,
|β±|2=ekid[|β|2+τ2|β|2+2τ|β||β|cos(kr(d+w)φ)]/2,
β=α(1+ru(τvr))(1r2u),β=α(1r2u),

Metrics