Abstract

We present a stand-alone beam-focusing flat lens for use in the telecommunications wavelength range. Light incident on the back surface of the lens propagates through a subwavelength aperture and is heavily diffracted on exit and partially couples into a surface plasmon polariton and a surface wave propagating along the surface of the lens. Interference between the diffracted wave and re-emission from a grating patterned on the surface produces a highly collimated beam. We show for the first time a geometry at which a lens of this type can be used at telecommunication wavelengths (λ=1.55μm) and identify the light coupling and re-emission mechanisms involved. Measured beam profile results at varying incident wavelengths show excellent agreement with Lumerical FDTD simulation results.

© 2014 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. N. Yu, Q. Wang, and F. Capasso, Laser Photon. Rev. 6, 24 (2012).
    [CrossRef]
  2. J. R. Pugh, A. Silva, J. L. Stokes, C. D. Stacey, G. R. Nash, J. G. Rarity, I. D. Lindsay, and M. J. Cryan, Micro Nano Lett. 7, 1105 (2012).
  3. D. C. Adams, S. Thongrattanasiri, T. Ribaudo, V. A. Podolskiy, and D. Wasserman, Appl. Phys. Lett. 96, 201112 (2010).
    [CrossRef]
  4. P. Lalanne and J. P. Hugonin, Nat. Phys. 2, 551 (2006).
    [CrossRef]
  5. J. B. Pendry, L. Martin-Moreno, and F. J. Garcia-Vidal, Science 305, 847 (2004).
    [CrossRef]
  6. F. van Beijnum, C. Retif, C. B. Smiet, H. Liu, P. Lalanne, and M. P. van Exter, Nature 492, 411 (2012).
    [CrossRef]
  7. R. S. Elliott, IRE Trans. Antennas Propag. AP-2, 71 (1954).
    [CrossRef]
  8. H. J. Lezec, A. Degiron, E. Devaux, R. A. Linke, L. Martin-Moreno, F. J. Garcia-Vidal, and T. W. Ebbesen, Science 297, 820 (2002).
    [CrossRef]
  9. L. Martin-Moreno, F. J. Garcia-Vidal, H. J. Lezec, A. Degiron, and T. W. Ebbesen, Phys. Rev. Lett. 90, 167401 (2003).
    [CrossRef]
  10. P. Chen, Q. Gan, F. J. Bartoli, and L. Zhu, J. Opt. Soc. Am. B 27, 685 (2010).
    [CrossRef]
  11. Lumerical Solutions. (Commercial Software), 2011. FDTD Solutions Manual Release 8.7.3. Vancouver, B.C.
  12. M. Lopez-Garcia, J. F. Galisteo-Lopez, A. Blanco, J. Sanchez-Marcos, C. Lopez, and A. Garcia-Martin, Small 6, 1757 (2010).
    [CrossRef]
  13. N. Yu, J. Fan, Q. J. Wang, C. Pflugl, L. Diehl, T. Edamura, M. Yamanishi, H. Kan, and F. Capasso, Nat. Photonics 2, 564 (2008).
    [CrossRef]
  14. P. Lalanne, J. P. Hugonin, and J. C. Rodier, Phys. Rev. Lett. 95, 263902 (2005).
    [CrossRef]
  15. L.-B. Yu, D.-Z. Lin, Y.-C. Chen, Y.-C. Chang, K.-T. Huang, J.-W. Liaw, J.-T. Yeh, J.-M. Liu, C.-S. Yeh, and C.-K. Lee, Phys. Rev. B 71, 041405(R) (2005).
    [CrossRef]
  16. G. R. Nash, J. L. Stokes, J. R. Pugh, S. J. B. Przeslak, P. J. Heard, J. G. Rarity, and M. J. Cryan, Appl. Phys. Lett. 100, 011103 (2012).
    [CrossRef]
  17. A. Melikyan, L. Alloatti, A. Muslija, D. Hillerkuss, P. Schindler, J. Li, R. Palmer, D. Korn, S. Muehlbrandt, D. Van Thourhout, B. Chen, R. Dinu, M. Sommer, C. Koos, M. Kohl, W. Freude, and J. Leuthold, Nat. Photonics 8, 229 (2014).
    [CrossRef]
  18. X. Zhang, A. Hosseini, H. Subbaraman, S. Wang, Q. Zhan, J. Luo, A. K.-Y. Jen, and R. T. Chen, J. Lightwave Technol.2319152 (2014).
  19. X. Xu, H. Li, D. Hasan, R. S. Ruoff, A. X. Wang, and D. L. Fan, Adv. Funct. Nanomater. 23, 4332 (2013).

2014 (1)

A. Melikyan, L. Alloatti, A. Muslija, D. Hillerkuss, P. Schindler, J. Li, R. Palmer, D. Korn, S. Muehlbrandt, D. Van Thourhout, B. Chen, R. Dinu, M. Sommer, C. Koos, M. Kohl, W. Freude, and J. Leuthold, Nat. Photonics 8, 229 (2014).
[CrossRef]

2013 (1)

X. Xu, H. Li, D. Hasan, R. S. Ruoff, A. X. Wang, and D. L. Fan, Adv. Funct. Nanomater. 23, 4332 (2013).

2012 (4)

G. R. Nash, J. L. Stokes, J. R. Pugh, S. J. B. Przeslak, P. J. Heard, J. G. Rarity, and M. J. Cryan, Appl. Phys. Lett. 100, 011103 (2012).
[CrossRef]

N. Yu, Q. Wang, and F. Capasso, Laser Photon. Rev. 6, 24 (2012).
[CrossRef]

J. R. Pugh, A. Silva, J. L. Stokes, C. D. Stacey, G. R. Nash, J. G. Rarity, I. D. Lindsay, and M. J. Cryan, Micro Nano Lett. 7, 1105 (2012).

F. van Beijnum, C. Retif, C. B. Smiet, H. Liu, P. Lalanne, and M. P. van Exter, Nature 492, 411 (2012).
[CrossRef]

2010 (3)

D. C. Adams, S. Thongrattanasiri, T. Ribaudo, V. A. Podolskiy, and D. Wasserman, Appl. Phys. Lett. 96, 201112 (2010).
[CrossRef]

P. Chen, Q. Gan, F. J. Bartoli, and L. Zhu, J. Opt. Soc. Am. B 27, 685 (2010).
[CrossRef]

M. Lopez-Garcia, J. F. Galisteo-Lopez, A. Blanco, J. Sanchez-Marcos, C. Lopez, and A. Garcia-Martin, Small 6, 1757 (2010).
[CrossRef]

2008 (1)

N. Yu, J. Fan, Q. J. Wang, C. Pflugl, L. Diehl, T. Edamura, M. Yamanishi, H. Kan, and F. Capasso, Nat. Photonics 2, 564 (2008).
[CrossRef]

2006 (1)

P. Lalanne and J. P. Hugonin, Nat. Phys. 2, 551 (2006).
[CrossRef]

2005 (2)

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

L.-B. Yu, D.-Z. Lin, Y.-C. Chen, Y.-C. Chang, K.-T. Huang, J.-W. Liaw, J.-T. Yeh, J.-M. Liu, C.-S. Yeh, and C.-K. Lee, Phys. Rev. B 71, 041405(R) (2005).
[CrossRef]

2004 (1)

J. B. Pendry, L. Martin-Moreno, and F. J. Garcia-Vidal, Science 305, 847 (2004).
[CrossRef]

2003 (1)

L. Martin-Moreno, F. J. Garcia-Vidal, H. J. Lezec, A. Degiron, and T. W. Ebbesen, Phys. Rev. Lett. 90, 167401 (2003).
[CrossRef]

2002 (1)

H. J. Lezec, A. Degiron, E. Devaux, R. A. Linke, L. Martin-Moreno, F. J. Garcia-Vidal, and T. W. Ebbesen, Science 297, 820 (2002).
[CrossRef]

1954 (1)

R. S. Elliott, IRE Trans. Antennas Propag. AP-2, 71 (1954).
[CrossRef]

Adams, D. C.

D. C. Adams, S. Thongrattanasiri, T. Ribaudo, V. A. Podolskiy, and D. Wasserman, Appl. Phys. Lett. 96, 201112 (2010).
[CrossRef]

Alloatti, L.

A. Melikyan, L. Alloatti, A. Muslija, D. Hillerkuss, P. Schindler, J. Li, R. Palmer, D. Korn, S. Muehlbrandt, D. Van Thourhout, B. Chen, R. Dinu, M. Sommer, C. Koos, M. Kohl, W. Freude, and J. Leuthold, Nat. Photonics 8, 229 (2014).
[CrossRef]

Bartoli, F. J.

Blanco, A.

M. Lopez-Garcia, J. F. Galisteo-Lopez, A. Blanco, J. Sanchez-Marcos, C. Lopez, and A. Garcia-Martin, Small 6, 1757 (2010).
[CrossRef]

Capasso, F.

N. Yu, Q. Wang, and F. Capasso, Laser Photon. Rev. 6, 24 (2012).
[CrossRef]

N. Yu, J. Fan, Q. J. Wang, C. Pflugl, L. Diehl, T. Edamura, M. Yamanishi, H. Kan, and F. Capasso, Nat. Photonics 2, 564 (2008).
[CrossRef]

Chang, Y.-C.

L.-B. Yu, D.-Z. Lin, Y.-C. Chen, Y.-C. Chang, K.-T. Huang, J.-W. Liaw, J.-T. Yeh, J.-M. Liu, C.-S. Yeh, and C.-K. Lee, Phys. Rev. B 71, 041405(R) (2005).
[CrossRef]

Chen, B.

A. Melikyan, L. Alloatti, A. Muslija, D. Hillerkuss, P. Schindler, J. Li, R. Palmer, D. Korn, S. Muehlbrandt, D. Van Thourhout, B. Chen, R. Dinu, M. Sommer, C. Koos, M. Kohl, W. Freude, and J. Leuthold, Nat. Photonics 8, 229 (2014).
[CrossRef]

Chen, P.

Chen, R. T.

X. Zhang, A. Hosseini, H. Subbaraman, S. Wang, Q. Zhan, J. Luo, A. K.-Y. Jen, and R. T. Chen, J. Lightwave Technol.2319152 (2014).

Chen, Y.-C.

L.-B. Yu, D.-Z. Lin, Y.-C. Chen, Y.-C. Chang, K.-T. Huang, J.-W. Liaw, J.-T. Yeh, J.-M. Liu, C.-S. Yeh, and C.-K. Lee, Phys. Rev. B 71, 041405(R) (2005).
[CrossRef]

Cryan, M. J.

J. R. Pugh, A. Silva, J. L. Stokes, C. D. Stacey, G. R. Nash, J. G. Rarity, I. D. Lindsay, and M. J. Cryan, Micro Nano Lett. 7, 1105 (2012).

G. R. Nash, J. L. Stokes, J. R. Pugh, S. J. B. Przeslak, P. J. Heard, J. G. Rarity, and M. J. Cryan, Appl. Phys. Lett. 100, 011103 (2012).
[CrossRef]

Degiron, A.

L. Martin-Moreno, F. J. Garcia-Vidal, H. J. Lezec, A. Degiron, and T. W. Ebbesen, Phys. Rev. Lett. 90, 167401 (2003).
[CrossRef]

H. J. Lezec, A. Degiron, E. Devaux, R. A. Linke, L. Martin-Moreno, F. J. Garcia-Vidal, and T. W. Ebbesen, Science 297, 820 (2002).
[CrossRef]

Devaux, E.

H. J. Lezec, A. Degiron, E. Devaux, R. A. Linke, L. Martin-Moreno, F. J. Garcia-Vidal, and T. W. Ebbesen, Science 297, 820 (2002).
[CrossRef]

Diehl, L.

N. Yu, J. Fan, Q. J. Wang, C. Pflugl, L. Diehl, T. Edamura, M. Yamanishi, H. Kan, and F. Capasso, Nat. Photonics 2, 564 (2008).
[CrossRef]

Dinu, R.

A. Melikyan, L. Alloatti, A. Muslija, D. Hillerkuss, P. Schindler, J. Li, R. Palmer, D. Korn, S. Muehlbrandt, D. Van Thourhout, B. Chen, R. Dinu, M. Sommer, C. Koos, M. Kohl, W. Freude, and J. Leuthold, Nat. Photonics 8, 229 (2014).
[CrossRef]

Ebbesen, T. W.

L. Martin-Moreno, F. J. Garcia-Vidal, H. J. Lezec, A. Degiron, and T. W. Ebbesen, Phys. Rev. Lett. 90, 167401 (2003).
[CrossRef]

H. J. Lezec, A. Degiron, E. Devaux, R. A. Linke, L. Martin-Moreno, F. J. Garcia-Vidal, and T. W. Ebbesen, Science 297, 820 (2002).
[CrossRef]

Edamura, T.

N. Yu, J. Fan, Q. J. Wang, C. Pflugl, L. Diehl, T. Edamura, M. Yamanishi, H. Kan, and F. Capasso, Nat. Photonics 2, 564 (2008).
[CrossRef]

Elliott, R. S.

R. S. Elliott, IRE Trans. Antennas Propag. AP-2, 71 (1954).
[CrossRef]

Fan, D. L.

X. Xu, H. Li, D. Hasan, R. S. Ruoff, A. X. Wang, and D. L. Fan, Adv. Funct. Nanomater. 23, 4332 (2013).

Fan, J.

N. Yu, J. Fan, Q. J. Wang, C. Pflugl, L. Diehl, T. Edamura, M. Yamanishi, H. Kan, and F. Capasso, Nat. Photonics 2, 564 (2008).
[CrossRef]

Freude, W.

A. Melikyan, L. Alloatti, A. Muslija, D. Hillerkuss, P. Schindler, J. Li, R. Palmer, D. Korn, S. Muehlbrandt, D. Van Thourhout, B. Chen, R. Dinu, M. Sommer, C. Koos, M. Kohl, W. Freude, and J. Leuthold, Nat. Photonics 8, 229 (2014).
[CrossRef]

Galisteo-Lopez, J. F.

M. Lopez-Garcia, J. F. Galisteo-Lopez, A. Blanco, J. Sanchez-Marcos, C. Lopez, and A. Garcia-Martin, Small 6, 1757 (2010).
[CrossRef]

Gan, Q.

Garcia-Martin, A.

M. Lopez-Garcia, J. F. Galisteo-Lopez, A. Blanco, J. Sanchez-Marcos, C. Lopez, and A. Garcia-Martin, Small 6, 1757 (2010).
[CrossRef]

Garcia-Vidal, F. J.

J. B. Pendry, L. Martin-Moreno, and F. J. Garcia-Vidal, Science 305, 847 (2004).
[CrossRef]

L. Martin-Moreno, F. J. Garcia-Vidal, H. J. Lezec, A. Degiron, and T. W. Ebbesen, Phys. Rev. Lett. 90, 167401 (2003).
[CrossRef]

H. J. Lezec, A. Degiron, E. Devaux, R. A. Linke, L. Martin-Moreno, F. J. Garcia-Vidal, and T. W. Ebbesen, Science 297, 820 (2002).
[CrossRef]

Hasan, D.

X. Xu, H. Li, D. Hasan, R. S. Ruoff, A. X. Wang, and D. L. Fan, Adv. Funct. Nanomater. 23, 4332 (2013).

Heard, P. J.

G. R. Nash, J. L. Stokes, J. R. Pugh, S. J. B. Przeslak, P. J. Heard, J. G. Rarity, and M. J. Cryan, Appl. Phys. Lett. 100, 011103 (2012).
[CrossRef]

Hillerkuss, D.

A. Melikyan, L. Alloatti, A. Muslija, D. Hillerkuss, P. Schindler, J. Li, R. Palmer, D. Korn, S. Muehlbrandt, D. Van Thourhout, B. Chen, R. Dinu, M. Sommer, C. Koos, M. Kohl, W. Freude, and J. Leuthold, Nat. Photonics 8, 229 (2014).
[CrossRef]

Hosseini, A.

X. Zhang, A. Hosseini, H. Subbaraman, S. Wang, Q. Zhan, J. Luo, A. K.-Y. Jen, and R. T. Chen, J. Lightwave Technol.2319152 (2014).

Huang, K.-T.

L.-B. Yu, D.-Z. Lin, Y.-C. Chen, Y.-C. Chang, K.-T. Huang, J.-W. Liaw, J.-T. Yeh, J.-M. Liu, C.-S. Yeh, and C.-K. Lee, Phys. Rev. B 71, 041405(R) (2005).
[CrossRef]

Hugonin, J. P.

P. Lalanne and J. P. Hugonin, Nat. Phys. 2, 551 (2006).
[CrossRef]

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

Jen, A. K.-Y.

X. Zhang, A. Hosseini, H. Subbaraman, S. Wang, Q. Zhan, J. Luo, A. K.-Y. Jen, and R. T. Chen, J. Lightwave Technol.2319152 (2014).

Kan, H.

N. Yu, J. Fan, Q. J. Wang, C. Pflugl, L. Diehl, T. Edamura, M. Yamanishi, H. Kan, and F. Capasso, Nat. Photonics 2, 564 (2008).
[CrossRef]

Kohl, M.

A. Melikyan, L. Alloatti, A. Muslija, D. Hillerkuss, P. Schindler, J. Li, R. Palmer, D. Korn, S. Muehlbrandt, D. Van Thourhout, B. Chen, R. Dinu, M. Sommer, C. Koos, M. Kohl, W. Freude, and J. Leuthold, Nat. Photonics 8, 229 (2014).
[CrossRef]

Koos, C.

A. Melikyan, L. Alloatti, A. Muslija, D. Hillerkuss, P. Schindler, J. Li, R. Palmer, D. Korn, S. Muehlbrandt, D. Van Thourhout, B. Chen, R. Dinu, M. Sommer, C. Koos, M. Kohl, W. Freude, and J. Leuthold, Nat. Photonics 8, 229 (2014).
[CrossRef]

Korn, D.

A. Melikyan, L. Alloatti, A. Muslija, D. Hillerkuss, P. Schindler, J. Li, R. Palmer, D. Korn, S. Muehlbrandt, D. Van Thourhout, B. Chen, R. Dinu, M. Sommer, C. Koos, M. Kohl, W. Freude, and J. Leuthold, Nat. Photonics 8, 229 (2014).
[CrossRef]

Lalanne, P.

F. van Beijnum, C. Retif, C. B. Smiet, H. Liu, P. Lalanne, and M. P. van Exter, Nature 492, 411 (2012).
[CrossRef]

P. Lalanne and J. P. Hugonin, Nat. Phys. 2, 551 (2006).
[CrossRef]

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

Lee, C.-K.

L.-B. Yu, D.-Z. Lin, Y.-C. Chen, Y.-C. Chang, K.-T. Huang, J.-W. Liaw, J.-T. Yeh, J.-M. Liu, C.-S. Yeh, and C.-K. Lee, Phys. Rev. B 71, 041405(R) (2005).
[CrossRef]

Leuthold, J.

A. Melikyan, L. Alloatti, A. Muslija, D. Hillerkuss, P. Schindler, J. Li, R. Palmer, D. Korn, S. Muehlbrandt, D. Van Thourhout, B. Chen, R. Dinu, M. Sommer, C. Koos, M. Kohl, W. Freude, and J. Leuthold, Nat. Photonics 8, 229 (2014).
[CrossRef]

Lezec, H. J.

L. Martin-Moreno, F. J. Garcia-Vidal, H. J. Lezec, A. Degiron, and T. W. Ebbesen, Phys. Rev. Lett. 90, 167401 (2003).
[CrossRef]

H. J. Lezec, A. Degiron, E. Devaux, R. A. Linke, L. Martin-Moreno, F. J. Garcia-Vidal, and T. W. Ebbesen, Science 297, 820 (2002).
[CrossRef]

Li, H.

X. Xu, H. Li, D. Hasan, R. S. Ruoff, A. X. Wang, and D. L. Fan, Adv. Funct. Nanomater. 23, 4332 (2013).

Li, J.

A. Melikyan, L. Alloatti, A. Muslija, D. Hillerkuss, P. Schindler, J. Li, R. Palmer, D. Korn, S. Muehlbrandt, D. Van Thourhout, B. Chen, R. Dinu, M. Sommer, C. Koos, M. Kohl, W. Freude, and J. Leuthold, Nat. Photonics 8, 229 (2014).
[CrossRef]

Liaw, J.-W.

L.-B. Yu, D.-Z. Lin, Y.-C. Chen, Y.-C. Chang, K.-T. Huang, J.-W. Liaw, J.-T. Yeh, J.-M. Liu, C.-S. Yeh, and C.-K. Lee, Phys. Rev. B 71, 041405(R) (2005).
[CrossRef]

Lin, D.-Z.

L.-B. Yu, D.-Z. Lin, Y.-C. Chen, Y.-C. Chang, K.-T. Huang, J.-W. Liaw, J.-T. Yeh, J.-M. Liu, C.-S. Yeh, and C.-K. Lee, Phys. Rev. B 71, 041405(R) (2005).
[CrossRef]

Lindsay, I. D.

J. R. Pugh, A. Silva, J. L. Stokes, C. D. Stacey, G. R. Nash, J. G. Rarity, I. D. Lindsay, and M. J. Cryan, Micro Nano Lett. 7, 1105 (2012).

Linke, R. A.

H. J. Lezec, A. Degiron, E. Devaux, R. A. Linke, L. Martin-Moreno, F. J. Garcia-Vidal, and T. W. Ebbesen, Science 297, 820 (2002).
[CrossRef]

Liu, H.

F. van Beijnum, C. Retif, C. B. Smiet, H. Liu, P. Lalanne, and M. P. van Exter, Nature 492, 411 (2012).
[CrossRef]

Liu, J.-M.

L.-B. Yu, D.-Z. Lin, Y.-C. Chen, Y.-C. Chang, K.-T. Huang, J.-W. Liaw, J.-T. Yeh, J.-M. Liu, C.-S. Yeh, and C.-K. Lee, Phys. Rev. B 71, 041405(R) (2005).
[CrossRef]

Lopez, C.

M. Lopez-Garcia, J. F. Galisteo-Lopez, A. Blanco, J. Sanchez-Marcos, C. Lopez, and A. Garcia-Martin, Small 6, 1757 (2010).
[CrossRef]

Lopez-Garcia, M.

M. Lopez-Garcia, J. F. Galisteo-Lopez, A. Blanco, J. Sanchez-Marcos, C. Lopez, and A. Garcia-Martin, Small 6, 1757 (2010).
[CrossRef]

Luo, J.

X. Zhang, A. Hosseini, H. Subbaraman, S. Wang, Q. Zhan, J. Luo, A. K.-Y. Jen, and R. T. Chen, J. Lightwave Technol.2319152 (2014).

Martin-Moreno, L.

J. B. Pendry, L. Martin-Moreno, and F. J. Garcia-Vidal, Science 305, 847 (2004).
[CrossRef]

L. Martin-Moreno, F. J. Garcia-Vidal, H. J. Lezec, A. Degiron, and T. W. Ebbesen, Phys. Rev. Lett. 90, 167401 (2003).
[CrossRef]

H. J. Lezec, A. Degiron, E. Devaux, R. A. Linke, L. Martin-Moreno, F. J. Garcia-Vidal, and T. W. Ebbesen, Science 297, 820 (2002).
[CrossRef]

Melikyan, A.

A. Melikyan, L. Alloatti, A. Muslija, D. Hillerkuss, P. Schindler, J. Li, R. Palmer, D. Korn, S. Muehlbrandt, D. Van Thourhout, B. Chen, R. Dinu, M. Sommer, C. Koos, M. Kohl, W. Freude, and J. Leuthold, Nat. Photonics 8, 229 (2014).
[CrossRef]

Muehlbrandt, S.

A. Melikyan, L. Alloatti, A. Muslija, D. Hillerkuss, P. Schindler, J. Li, R. Palmer, D. Korn, S. Muehlbrandt, D. Van Thourhout, B. Chen, R. Dinu, M. Sommer, C. Koos, M. Kohl, W. Freude, and J. Leuthold, Nat. Photonics 8, 229 (2014).
[CrossRef]

Muslija, A.

A. Melikyan, L. Alloatti, A. Muslija, D. Hillerkuss, P. Schindler, J. Li, R. Palmer, D. Korn, S. Muehlbrandt, D. Van Thourhout, B. Chen, R. Dinu, M. Sommer, C. Koos, M. Kohl, W. Freude, and J. Leuthold, Nat. Photonics 8, 229 (2014).
[CrossRef]

Nash, G. R.

J. R. Pugh, A. Silva, J. L. Stokes, C. D. Stacey, G. R. Nash, J. G. Rarity, I. D. Lindsay, and M. J. Cryan, Micro Nano Lett. 7, 1105 (2012).

G. R. Nash, J. L. Stokes, J. R. Pugh, S. J. B. Przeslak, P. J. Heard, J. G. Rarity, and M. J. Cryan, Appl. Phys. Lett. 100, 011103 (2012).
[CrossRef]

Palmer, R.

A. Melikyan, L. Alloatti, A. Muslija, D. Hillerkuss, P. Schindler, J. Li, R. Palmer, D. Korn, S. Muehlbrandt, D. Van Thourhout, B. Chen, R. Dinu, M. Sommer, C. Koos, M. Kohl, W. Freude, and J. Leuthold, Nat. Photonics 8, 229 (2014).
[CrossRef]

Pendry, J. B.

J. B. Pendry, L. Martin-Moreno, and F. J. Garcia-Vidal, Science 305, 847 (2004).
[CrossRef]

Pflugl, C.

N. Yu, J. Fan, Q. J. Wang, C. Pflugl, L. Diehl, T. Edamura, M. Yamanishi, H. Kan, and F. Capasso, Nat. Photonics 2, 564 (2008).
[CrossRef]

Podolskiy, V. A.

D. C. Adams, S. Thongrattanasiri, T. Ribaudo, V. A. Podolskiy, and D. Wasserman, Appl. Phys. Lett. 96, 201112 (2010).
[CrossRef]

Przeslak, S. J. B.

G. R. Nash, J. L. Stokes, J. R. Pugh, S. J. B. Przeslak, P. J. Heard, J. G. Rarity, and M. J. Cryan, Appl. Phys. Lett. 100, 011103 (2012).
[CrossRef]

Pugh, J. R.

G. R. Nash, J. L. Stokes, J. R. Pugh, S. J. B. Przeslak, P. J. Heard, J. G. Rarity, and M. J. Cryan, Appl. Phys. Lett. 100, 011103 (2012).
[CrossRef]

J. R. Pugh, A. Silva, J. L. Stokes, C. D. Stacey, G. R. Nash, J. G. Rarity, I. D. Lindsay, and M. J. Cryan, Micro Nano Lett. 7, 1105 (2012).

Rarity, J. G.

J. R. Pugh, A. Silva, J. L. Stokes, C. D. Stacey, G. R. Nash, J. G. Rarity, I. D. Lindsay, and M. J. Cryan, Micro Nano Lett. 7, 1105 (2012).

G. R. Nash, J. L. Stokes, J. R. Pugh, S. J. B. Przeslak, P. J. Heard, J. G. Rarity, and M. J. Cryan, Appl. Phys. Lett. 100, 011103 (2012).
[CrossRef]

Retif, C.

F. van Beijnum, C. Retif, C. B. Smiet, H. Liu, P. Lalanne, and M. P. van Exter, Nature 492, 411 (2012).
[CrossRef]

Ribaudo, T.

D. C. Adams, S. Thongrattanasiri, T. Ribaudo, V. A. Podolskiy, and D. Wasserman, Appl. Phys. Lett. 96, 201112 (2010).
[CrossRef]

Rodier, J. C.

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

Ruoff, R. S.

X. Xu, H. Li, D. Hasan, R. S. Ruoff, A. X. Wang, and D. L. Fan, Adv. Funct. Nanomater. 23, 4332 (2013).

Sanchez-Marcos, J.

M. Lopez-Garcia, J. F. Galisteo-Lopez, A. Blanco, J. Sanchez-Marcos, C. Lopez, and A. Garcia-Martin, Small 6, 1757 (2010).
[CrossRef]

Schindler, P.

A. Melikyan, L. Alloatti, A. Muslija, D. Hillerkuss, P. Schindler, J. Li, R. Palmer, D. Korn, S. Muehlbrandt, D. Van Thourhout, B. Chen, R. Dinu, M. Sommer, C. Koos, M. Kohl, W. Freude, and J. Leuthold, Nat. Photonics 8, 229 (2014).
[CrossRef]

Silva, A.

J. R. Pugh, A. Silva, J. L. Stokes, C. D. Stacey, G. R. Nash, J. G. Rarity, I. D. Lindsay, and M. J. Cryan, Micro Nano Lett. 7, 1105 (2012).

Smiet, C. B.

F. van Beijnum, C. Retif, C. B. Smiet, H. Liu, P. Lalanne, and M. P. van Exter, Nature 492, 411 (2012).
[CrossRef]

Sommer, M.

A. Melikyan, L. Alloatti, A. Muslija, D. Hillerkuss, P. Schindler, J. Li, R. Palmer, D. Korn, S. Muehlbrandt, D. Van Thourhout, B. Chen, R. Dinu, M. Sommer, C. Koos, M. Kohl, W. Freude, and J. Leuthold, Nat. Photonics 8, 229 (2014).
[CrossRef]

Stacey, C. D.

J. R. Pugh, A. Silva, J. L. Stokes, C. D. Stacey, G. R. Nash, J. G. Rarity, I. D. Lindsay, and M. J. Cryan, Micro Nano Lett. 7, 1105 (2012).

Stokes, J. L.

J. R. Pugh, A. Silva, J. L. Stokes, C. D. Stacey, G. R. Nash, J. G. Rarity, I. D. Lindsay, and M. J. Cryan, Micro Nano Lett. 7, 1105 (2012).

G. R. Nash, J. L. Stokes, J. R. Pugh, S. J. B. Przeslak, P. J. Heard, J. G. Rarity, and M. J. Cryan, Appl. Phys. Lett. 100, 011103 (2012).
[CrossRef]

Subbaraman, H.

X. Zhang, A. Hosseini, H. Subbaraman, S. Wang, Q. Zhan, J. Luo, A. K.-Y. Jen, and R. T. Chen, J. Lightwave Technol.2319152 (2014).

Thongrattanasiri, S.

D. C. Adams, S. Thongrattanasiri, T. Ribaudo, V. A. Podolskiy, and D. Wasserman, Appl. Phys. Lett. 96, 201112 (2010).
[CrossRef]

van Beijnum, F.

F. van Beijnum, C. Retif, C. B. Smiet, H. Liu, P. Lalanne, and M. P. van Exter, Nature 492, 411 (2012).
[CrossRef]

van Exter, M. P.

F. van Beijnum, C. Retif, C. B. Smiet, H. Liu, P. Lalanne, and M. P. van Exter, Nature 492, 411 (2012).
[CrossRef]

Van Thourhout, D.

A. Melikyan, L. Alloatti, A. Muslija, D. Hillerkuss, P. Schindler, J. Li, R. Palmer, D. Korn, S. Muehlbrandt, D. Van Thourhout, B. Chen, R. Dinu, M. Sommer, C. Koos, M. Kohl, W. Freude, and J. Leuthold, Nat. Photonics 8, 229 (2014).
[CrossRef]

Wang, A. X.

X. Xu, H. Li, D. Hasan, R. S. Ruoff, A. X. Wang, and D. L. Fan, Adv. Funct. Nanomater. 23, 4332 (2013).

Wang, Q.

N. Yu, Q. Wang, and F. Capasso, Laser Photon. Rev. 6, 24 (2012).
[CrossRef]

Wang, Q. J.

N. Yu, J. Fan, Q. J. Wang, C. Pflugl, L. Diehl, T. Edamura, M. Yamanishi, H. Kan, and F. Capasso, Nat. Photonics 2, 564 (2008).
[CrossRef]

Wang, S.

X. Zhang, A. Hosseini, H. Subbaraman, S. Wang, Q. Zhan, J. Luo, A. K.-Y. Jen, and R. T. Chen, J. Lightwave Technol.2319152 (2014).

Wasserman, D.

D. C. Adams, S. Thongrattanasiri, T. Ribaudo, V. A. Podolskiy, and D. Wasserman, Appl. Phys. Lett. 96, 201112 (2010).
[CrossRef]

Xu, X.

X. Xu, H. Li, D. Hasan, R. S. Ruoff, A. X. Wang, and D. L. Fan, Adv. Funct. Nanomater. 23, 4332 (2013).

Yamanishi, M.

N. Yu, J. Fan, Q. J. Wang, C. Pflugl, L. Diehl, T. Edamura, M. Yamanishi, H. Kan, and F. Capasso, Nat. Photonics 2, 564 (2008).
[CrossRef]

Yeh, C.-S.

L.-B. Yu, D.-Z. Lin, Y.-C. Chen, Y.-C. Chang, K.-T. Huang, J.-W. Liaw, J.-T. Yeh, J.-M. Liu, C.-S. Yeh, and C.-K. Lee, Phys. Rev. B 71, 041405(R) (2005).
[CrossRef]

Yeh, J.-T.

L.-B. Yu, D.-Z. Lin, Y.-C. Chen, Y.-C. Chang, K.-T. Huang, J.-W. Liaw, J.-T. Yeh, J.-M. Liu, C.-S. Yeh, and C.-K. Lee, Phys. Rev. B 71, 041405(R) (2005).
[CrossRef]

Yu, L.-B.

L.-B. Yu, D.-Z. Lin, Y.-C. Chen, Y.-C. Chang, K.-T. Huang, J.-W. Liaw, J.-T. Yeh, J.-M. Liu, C.-S. Yeh, and C.-K. Lee, Phys. Rev. B 71, 041405(R) (2005).
[CrossRef]

Yu, N.

N. Yu, Q. Wang, and F. Capasso, Laser Photon. Rev. 6, 24 (2012).
[CrossRef]

N. Yu, J. Fan, Q. J. Wang, C. Pflugl, L. Diehl, T. Edamura, M. Yamanishi, H. Kan, and F. Capasso, Nat. Photonics 2, 564 (2008).
[CrossRef]

Zhan, Q.

X. Zhang, A. Hosseini, H. Subbaraman, S. Wang, Q. Zhan, J. Luo, A. K.-Y. Jen, and R. T. Chen, J. Lightwave Technol.2319152 (2014).

Zhang, X.

X. Zhang, A. Hosseini, H. Subbaraman, S. Wang, Q. Zhan, J. Luo, A. K.-Y. Jen, and R. T. Chen, J. Lightwave Technol.2319152 (2014).

Zhu, L.

Adv. Funct. Nanomater. (1)

X. Xu, H. Li, D. Hasan, R. S. Ruoff, A. X. Wang, and D. L. Fan, Adv. Funct. Nanomater. 23, 4332 (2013).

Appl. Phys. Lett. (2)

G. R. Nash, J. L. Stokes, J. R. Pugh, S. J. B. Przeslak, P. J. Heard, J. G. Rarity, and M. J. Cryan, Appl. Phys. Lett. 100, 011103 (2012).
[CrossRef]

D. C. Adams, S. Thongrattanasiri, T. Ribaudo, V. A. Podolskiy, and D. Wasserman, Appl. Phys. Lett. 96, 201112 (2010).
[CrossRef]

IRE Trans. Antennas Propag. (1)

R. S. Elliott, IRE Trans. Antennas Propag. AP-2, 71 (1954).
[CrossRef]

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

Laser Photon. Rev. (1)

N. Yu, Q. Wang, and F. Capasso, Laser Photon. Rev. 6, 24 (2012).
[CrossRef]

Micro Nano Lett. (1)

J. R. Pugh, A. Silva, J. L. Stokes, C. D. Stacey, G. R. Nash, J. G. Rarity, I. D. Lindsay, and M. J. Cryan, Micro Nano Lett. 7, 1105 (2012).

Nat. Photonics (2)

A. Melikyan, L. Alloatti, A. Muslija, D. Hillerkuss, P. Schindler, J. Li, R. Palmer, D. Korn, S. Muehlbrandt, D. Van Thourhout, B. Chen, R. Dinu, M. Sommer, C. Koos, M. Kohl, W. Freude, and J. Leuthold, Nat. Photonics 8, 229 (2014).
[CrossRef]

N. Yu, J. Fan, Q. J. Wang, C. Pflugl, L. Diehl, T. Edamura, M. Yamanishi, H. Kan, and F. Capasso, Nat. Photonics 2, 564 (2008).
[CrossRef]

Nat. Phys. (1)

P. Lalanne and J. P. Hugonin, Nat. Phys. 2, 551 (2006).
[CrossRef]

Nature (1)

F. van Beijnum, C. Retif, C. B. Smiet, H. Liu, P. Lalanne, and M. P. van Exter, Nature 492, 411 (2012).
[CrossRef]

Phys. Rev. B (1)

L.-B. Yu, D.-Z. Lin, Y.-C. Chen, Y.-C. Chang, K.-T. Huang, J.-W. Liaw, J.-T. Yeh, J.-M. Liu, C.-S. Yeh, and C.-K. Lee, Phys. Rev. B 71, 041405(R) (2005).
[CrossRef]

Phys. Rev. Lett. (2)

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

L. Martin-Moreno, F. J. Garcia-Vidal, H. J. Lezec, A. Degiron, and T. W. Ebbesen, Phys. Rev. Lett. 90, 167401 (2003).
[CrossRef]

Science (2)

H. J. Lezec, A. Degiron, E. Devaux, R. A. Linke, L. Martin-Moreno, F. J. Garcia-Vidal, and T. W. Ebbesen, Science 297, 820 (2002).
[CrossRef]

J. B. Pendry, L. Martin-Moreno, and F. J. Garcia-Vidal, Science 305, 847 (2004).
[CrossRef]

Small (1)

M. Lopez-Garcia, J. F. Galisteo-Lopez, A. Blanco, J. Sanchez-Marcos, C. Lopez, and A. Garcia-Martin, Small 6, 1757 (2010).
[CrossRef]

Other (2)

X. Zhang, A. Hosseini, H. Subbaraman, S. Wang, Q. Zhan, J. Luo, A. K.-Y. Jen, and R. T. Chen, J. Lightwave Technol.2319152 (2014).

Lumerical Solutions. (Commercial Software), 2011. FDTD Solutions Manual Release 8.7.3. Vancouver, B.C.

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 (6)

Fig. 1.
Fig. 1.

Geometrical parameters of the simulated gold on glass slot grating structure.

Fig. 2.
Fig. 2.

Calculated far-field E-field intensity distribution and the sign convention of diffracted angles for illumination wavelengths of 1.7, 1.55, 1.4, and 1.03 μm in (a), (b), (c), and (d), respectively [15].

Fig. 3.
Fig. 3.

Far-field E-field intensity integrated over a 48°to48° field-of-view, which is the numerical aperture for the measurement objective, for an Au grating. The E-field data is sampled 10 μm away from the grating surface.

Fig. 4.
Fig. 4.

FIB fabricated aperture and grating, imaged using secondary electron emission in the FIB.

Fig. 5.
Fig. 5.

(a) Far-field intensity with respect to angle of four different illumination wavelengths: λ0=1030; 1200; 1400; and 1550 nm. The peaks in these profiles are compared with the equivalent measured data in (b), where each simulated wavelength is denoted by a horizontal black line. The peak positions are shown on each line by the vertical red arrows.

Fig. 6.
Fig. 6.

Schematics showing the diffraction order direction vectors for four different SPP grating illumination wavelengths: (a) λ0=1030, (b) 1200, (c) 1400, and (d), 1550 nm. It is assumed that the illumination direction is along the grating surface away from the slot on each side.

Metrics