Abstract

We propose an artificial birefringent terahertz (THz) device constructed by subwavelength L-shaped hole arrays on a single metallic layer. This structure is able to work as a polarizer when the incident frequency is between the cut-off frequencies of two eigenmodes. When the incident wave is beyond cut-off frequencies of these two modes, it can be designed as an efficient half- or quarter-wave plate with extraordinary transmission properties. A big effective index difference from 0.254 to 0.768 is obtained using a subwavelength-thick planar structure, which can reduce the thickness of the device to one tenth of conventional quartz birefringent crystals for THz waves.

© 2014 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. P. H. Siegel, IEEE Trans. Microw. Theory 50, 910 (2002).
    [CrossRef]
  2. B. Ferguson and X. C. Zhang, Nat. Mater. 1, 26 (2002).
    [CrossRef]
  3. M. Tonouchi, Nat. Photonics 1, 97 (2007).
    [CrossRef]
  4. M. J. Fitch and R. Osiander, Johns Hopkins APL Tech Digest 25, 348 (2004).
  5. J. Xu, J. Galan, G. Ramian, P. Savvidis, A. Scopatz, R. R. Birge, S. J. Allen, and K. Plaxco, Proc. SPIE 19, 5268 (2004).
  6. Y.-S. Lee, Principles of Terahertz Science and Technology (Springer, 2009).
  7. T. W. Ebbesen, H. J. Lezec, H. F. Ghaemi, T. Thio, and P. A. Wolff, Nature 391, 667 (1998).
    [CrossRef]
  8. R. Gordon, A. G. Brolo, A. McKinnon, A. Rajora, B. Leathem, and K. L. Kavanagh, Phys. Rev. Lett. 92, 037401 (2004).
    [CrossRef]
  9. Y. M. Strelniker, Phys. Rev. B 76, 085409 (2007).
    [CrossRef]
  10. Q. Xu, J. Bao, R. M. Rioux, R. Perez-Castillejos, F. Capasso, and G. M. Whitesides, Nano Lett. 7, 2800 (2007).
    [CrossRef]
  11. Y. Zhao and A. Alu, Phys. Rev. B 84, 205428 (2011).
    [CrossRef]
  12. J. Xu, T. Li, F. F. Lu, S. M. Wang, and S. N. Zhu, Opt. Express 19, 748 (2011).
    [CrossRef]
  13. C. Helgert, E. Pshenay-Severin, M. Falkner, C. Menzel, C. Rockstuhl, E. B. Kley, A. Tünnermann, F. Lederer, and T. Pertsch, Nano Lett. 11, 4400 (2011).
    [CrossRef]
  14. Z. Marcet, H. B. Chan, D. W. Carr, J. E. Bower, R. A. Cirelli, F. Klemens, W. M. Mansfield, J. F. Miner, C. S. Pai, and I. I. Kravchenko, Appl. Phys. Lett. 98, 151107 (2011).
    [CrossRef]
  15. T. Li, H. Liu, S. M. Wang, X. G. Yin, F. M. Wang, S. N. Zhu, and X. A. Zhang, Appl. Phys. Lett. 93, 021110 (2008).
    [CrossRef]
  16. T. Li, S. M. Wang, J. X. Cao, H. Liu, and S. N. Zhu, Appl. Phys. Lett. 97, 261113 (2010).
    [CrossRef]
  17. E. H. Khoo, E. P. Li, and K. B. Crozier, Opt. Lett. 36, 2498 (2011).
    [CrossRef]
  18. A. Roberts and L. Lin, Opt. Lett. 37, 1820 (2012).
    [CrossRef]
  19. L. Chen, G. P. Wang, X. Li, W. Li, Y. Shen, J. Lai, and S. Chen, Appl. Phys. B 104, 653 (2011).
    [CrossRef]
  20. F. Miyamaru, M. W. Takeda, T. Suzuki, and C. Otani, Opt. Express 15, 14804 (2007).
    [CrossRef]
  21. Q. Q. Gan, Z. Fu, Y. J. Ding, and F. J. Bartoli, Phys. Rev. Lett. 100, 256803 (2008).
    [CrossRef]
  22. Q. Q. Gan, Z. Fu, Y. J. Ding, and F. J. Bartoli, Opt. Express 15, 18050 (2007).
    [CrossRef]
  23. L. Wang, H. F. Hu, K. Liu, S. H. Jiang, W. Zeng, and Q. Q. Gan, Plasmonics 8, 733 (2013).
    [CrossRef]
  24. N. F. Yu, F. Aieta, P. Genevet, M. A. Kats, Z. Gaburro, and F. Capasso, Nano Lett. 12, 6328 (2012).
    [CrossRef]
  25. R. Blanchard, G. Aoust, P. Genevet, N. F. Yu, M. A. Kats, Z. Gaburro, and F. Capasso, Phys. Rev. B 85, 155457 (2012).
    [CrossRef]
  26. A. Kuznetsov, M. Navarro-Cia, V. V. Kubarev, A. V. Gelfand, M. Beruete, I. Campillo, and M. Sorolla, Opt. Express 17, 11730 (2009).
    [CrossRef]
  27. F. I. Baida, M. Boutria, R. Oussaid, and D. Van Labeke, Phys. Rev. B 84, 035107 (2011).
    [CrossRef]
  28. M. Boutria, R. Oussaid, D. Van Labeke, and F. I. Baida, Phys. Rev. B 86, 155428 (2012).
    [CrossRef]

2013

L. Wang, H. F. Hu, K. Liu, S. H. Jiang, W. Zeng, and Q. Q. Gan, Plasmonics 8, 733 (2013).
[CrossRef]

2012

N. F. Yu, F. Aieta, P. Genevet, M. A. Kats, Z. Gaburro, and F. Capasso, Nano Lett. 12, 6328 (2012).
[CrossRef]

R. Blanchard, G. Aoust, P. Genevet, N. F. Yu, M. A. Kats, Z. Gaburro, and F. Capasso, Phys. Rev. B 85, 155457 (2012).
[CrossRef]

M. Boutria, R. Oussaid, D. Van Labeke, and F. I. Baida, Phys. Rev. B 86, 155428 (2012).
[CrossRef]

A. Roberts and L. Lin, Opt. Lett. 37, 1820 (2012).
[CrossRef]

2011

L. Chen, G. P. Wang, X. Li, W. Li, Y. Shen, J. Lai, and S. Chen, Appl. Phys. B 104, 653 (2011).
[CrossRef]

Y. Zhao and A. Alu, Phys. Rev. B 84, 205428 (2011).
[CrossRef]

J. Xu, T. Li, F. F. Lu, S. M. Wang, and S. N. Zhu, Opt. Express 19, 748 (2011).
[CrossRef]

C. Helgert, E. Pshenay-Severin, M. Falkner, C. Menzel, C. Rockstuhl, E. B. Kley, A. Tünnermann, F. Lederer, and T. Pertsch, Nano Lett. 11, 4400 (2011).
[CrossRef]

Z. Marcet, H. B. Chan, D. W. Carr, J. E. Bower, R. A. Cirelli, F. Klemens, W. M. Mansfield, J. F. Miner, C. S. Pai, and I. I. Kravchenko, Appl. Phys. Lett. 98, 151107 (2011).
[CrossRef]

E. H. Khoo, E. P. Li, and K. B. Crozier, Opt. Lett. 36, 2498 (2011).
[CrossRef]

F. I. Baida, M. Boutria, R. Oussaid, and D. Van Labeke, Phys. Rev. B 84, 035107 (2011).
[CrossRef]

2010

T. Li, S. M. Wang, J. X. Cao, H. Liu, and S. N. Zhu, Appl. Phys. Lett. 97, 261113 (2010).
[CrossRef]

2009

2008

Q. Q. Gan, Z. Fu, Y. J. Ding, and F. J. Bartoli, Phys. Rev. Lett. 100, 256803 (2008).
[CrossRef]

T. Li, H. Liu, S. M. Wang, X. G. Yin, F. M. Wang, S. N. Zhu, and X. A. Zhang, Appl. Phys. Lett. 93, 021110 (2008).
[CrossRef]

2007

F. Miyamaru, M. W. Takeda, T. Suzuki, and C. Otani, Opt. Express 15, 14804 (2007).
[CrossRef]

M. Tonouchi, Nat. Photonics 1, 97 (2007).
[CrossRef]

Y. M. Strelniker, Phys. Rev. B 76, 085409 (2007).
[CrossRef]

Q. Xu, J. Bao, R. M. Rioux, R. Perez-Castillejos, F. Capasso, and G. M. Whitesides, Nano Lett. 7, 2800 (2007).
[CrossRef]

Q. Q. Gan, Z. Fu, Y. J. Ding, and F. J. Bartoli, Opt. Express 15, 18050 (2007).
[CrossRef]

2004

M. J. Fitch and R. Osiander, Johns Hopkins APL Tech Digest 25, 348 (2004).

J. Xu, J. Galan, G. Ramian, P. Savvidis, A. Scopatz, R. R. Birge, S. J. Allen, and K. Plaxco, Proc. SPIE 19, 5268 (2004).

R. Gordon, A. G. Brolo, A. McKinnon, A. Rajora, B. Leathem, and K. L. Kavanagh, Phys. Rev. Lett. 92, 037401 (2004).
[CrossRef]

2002

P. H. Siegel, IEEE Trans. Microw. Theory 50, 910 (2002).
[CrossRef]

B. Ferguson and X. C. Zhang, Nat. Mater. 1, 26 (2002).
[CrossRef]

1998

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

Aieta, F.

N. F. Yu, F. Aieta, P. Genevet, M. A. Kats, Z. Gaburro, and F. Capasso, Nano Lett. 12, 6328 (2012).
[CrossRef]

Allen, S. J.

J. Xu, J. Galan, G. Ramian, P. Savvidis, A. Scopatz, R. R. Birge, S. J. Allen, and K. Plaxco, Proc. SPIE 19, 5268 (2004).

Alu, A.

Y. Zhao and A. Alu, Phys. Rev. B 84, 205428 (2011).
[CrossRef]

Aoust, G.

R. Blanchard, G. Aoust, P. Genevet, N. F. Yu, M. A. Kats, Z. Gaburro, and F. Capasso, Phys. Rev. B 85, 155457 (2012).
[CrossRef]

Baida, F. I.

M. Boutria, R. Oussaid, D. Van Labeke, and F. I. Baida, Phys. Rev. B 86, 155428 (2012).
[CrossRef]

F. I. Baida, M. Boutria, R. Oussaid, and D. Van Labeke, Phys. Rev. B 84, 035107 (2011).
[CrossRef]

Bao, J.

Q. Xu, J. Bao, R. M. Rioux, R. Perez-Castillejos, F. Capasso, and G. M. Whitesides, Nano Lett. 7, 2800 (2007).
[CrossRef]

Bartoli, F. J.

Q. Q. Gan, Z. Fu, Y. J. Ding, and F. J. Bartoli, Phys. Rev. Lett. 100, 256803 (2008).
[CrossRef]

Q. Q. Gan, Z. Fu, Y. J. Ding, and F. J. Bartoli, Opt. Express 15, 18050 (2007).
[CrossRef]

Beruete, M.

Birge, R. R.

J. Xu, J. Galan, G. Ramian, P. Savvidis, A. Scopatz, R. R. Birge, S. J. Allen, and K. Plaxco, Proc. SPIE 19, 5268 (2004).

Blanchard, R.

R. Blanchard, G. Aoust, P. Genevet, N. F. Yu, M. A. Kats, Z. Gaburro, and F. Capasso, Phys. Rev. B 85, 155457 (2012).
[CrossRef]

Boutria, M.

M. Boutria, R. Oussaid, D. Van Labeke, and F. I. Baida, Phys. Rev. B 86, 155428 (2012).
[CrossRef]

F. I. Baida, M. Boutria, R. Oussaid, and D. Van Labeke, Phys. Rev. B 84, 035107 (2011).
[CrossRef]

Bower, J. E.

Z. Marcet, H. B. Chan, D. W. Carr, J. E. Bower, R. A. Cirelli, F. Klemens, W. M. Mansfield, J. F. Miner, C. S. Pai, and I. I. Kravchenko, Appl. Phys. Lett. 98, 151107 (2011).
[CrossRef]

Brolo, A. G.

R. Gordon, A. G. Brolo, A. McKinnon, A. Rajora, B. Leathem, and K. L. Kavanagh, Phys. Rev. Lett. 92, 037401 (2004).
[CrossRef]

Campillo, I.

Cao, J. X.

T. Li, S. M. Wang, J. X. Cao, H. Liu, and S. N. Zhu, Appl. Phys. Lett. 97, 261113 (2010).
[CrossRef]

Capasso, F.

R. Blanchard, G. Aoust, P. Genevet, N. F. Yu, M. A. Kats, Z. Gaburro, and F. Capasso, Phys. Rev. B 85, 155457 (2012).
[CrossRef]

N. F. Yu, F. Aieta, P. Genevet, M. A. Kats, Z. Gaburro, and F. Capasso, Nano Lett. 12, 6328 (2012).
[CrossRef]

Q. Xu, J. Bao, R. M. Rioux, R. Perez-Castillejos, F. Capasso, and G. M. Whitesides, Nano Lett. 7, 2800 (2007).
[CrossRef]

Carr, D. W.

Z. Marcet, H. B. Chan, D. W. Carr, J. E. Bower, R. A. Cirelli, F. Klemens, W. M. Mansfield, J. F. Miner, C. S. Pai, and I. I. Kravchenko, Appl. Phys. Lett. 98, 151107 (2011).
[CrossRef]

Chan, H. B.

Z. Marcet, H. B. Chan, D. W. Carr, J. E. Bower, R. A. Cirelli, F. Klemens, W. M. Mansfield, J. F. Miner, C. S. Pai, and I. I. Kravchenko, Appl. Phys. Lett. 98, 151107 (2011).
[CrossRef]

Chen, L.

L. Chen, G. P. Wang, X. Li, W. Li, Y. Shen, J. Lai, and S. Chen, Appl. Phys. B 104, 653 (2011).
[CrossRef]

Chen, S.

L. Chen, G. P. Wang, X. Li, W. Li, Y. Shen, J. Lai, and S. Chen, Appl. Phys. B 104, 653 (2011).
[CrossRef]

Cirelli, R. A.

Z. Marcet, H. B. Chan, D. W. Carr, J. E. Bower, R. A. Cirelli, F. Klemens, W. M. Mansfield, J. F. Miner, C. S. Pai, and I. I. Kravchenko, Appl. Phys. Lett. 98, 151107 (2011).
[CrossRef]

Crozier, K. B.

Ding, Y. J.

Q. Q. Gan, Z. Fu, Y. J. Ding, and F. J. Bartoli, Phys. Rev. Lett. 100, 256803 (2008).
[CrossRef]

Q. Q. Gan, Z. Fu, Y. J. Ding, and F. J. Bartoli, Opt. Express 15, 18050 (2007).
[CrossRef]

Ebbesen, T. W.

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

Falkner, M.

C. Helgert, E. Pshenay-Severin, M. Falkner, C. Menzel, C. Rockstuhl, E. B. Kley, A. Tünnermann, F. Lederer, and T. Pertsch, Nano Lett. 11, 4400 (2011).
[CrossRef]

Ferguson, B.

B. Ferguson and X. C. Zhang, Nat. Mater. 1, 26 (2002).
[CrossRef]

Fitch, M. J.

M. J. Fitch and R. Osiander, Johns Hopkins APL Tech Digest 25, 348 (2004).

Fu, Z.

Q. Q. Gan, Z. Fu, Y. J. Ding, and F. J. Bartoli, Phys. Rev. Lett. 100, 256803 (2008).
[CrossRef]

Q. Q. Gan, Z. Fu, Y. J. Ding, and F. J. Bartoli, Opt. Express 15, 18050 (2007).
[CrossRef]

Gaburro, Z.

N. F. Yu, F. Aieta, P. Genevet, M. A. Kats, Z. Gaburro, and F. Capasso, Nano Lett. 12, 6328 (2012).
[CrossRef]

R. Blanchard, G. Aoust, P. Genevet, N. F. Yu, M. A. Kats, Z. Gaburro, and F. Capasso, Phys. Rev. B 85, 155457 (2012).
[CrossRef]

Galan, J.

J. Xu, J. Galan, G. Ramian, P. Savvidis, A. Scopatz, R. R. Birge, S. J. Allen, and K. Plaxco, Proc. SPIE 19, 5268 (2004).

Gan, Q. Q.

L. Wang, H. F. Hu, K. Liu, S. H. Jiang, W. Zeng, and Q. Q. Gan, Plasmonics 8, 733 (2013).
[CrossRef]

Q. Q. Gan, Z. Fu, Y. J. Ding, and F. J. Bartoli, Phys. Rev. Lett. 100, 256803 (2008).
[CrossRef]

Q. Q. Gan, Z. Fu, Y. J. Ding, and F. J. Bartoli, Opt. Express 15, 18050 (2007).
[CrossRef]

Gelfand, A. V.

Genevet, P.

R. Blanchard, G. Aoust, P. Genevet, N. F. Yu, M. A. Kats, Z. Gaburro, and F. Capasso, Phys. Rev. B 85, 155457 (2012).
[CrossRef]

N. F. Yu, F. Aieta, P. Genevet, M. A. Kats, Z. Gaburro, and F. Capasso, Nano Lett. 12, 6328 (2012).
[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.

R. Gordon, A. G. Brolo, A. McKinnon, A. Rajora, B. Leathem, and K. L. Kavanagh, Phys. Rev. Lett. 92, 037401 (2004).
[CrossRef]

Helgert, C.

C. Helgert, E. Pshenay-Severin, M. Falkner, C. Menzel, C. Rockstuhl, E. B. Kley, A. Tünnermann, F. Lederer, and T. Pertsch, Nano Lett. 11, 4400 (2011).
[CrossRef]

Hu, H. F.

L. Wang, H. F. Hu, K. Liu, S. H. Jiang, W. Zeng, and Q. Q. Gan, Plasmonics 8, 733 (2013).
[CrossRef]

Jiang, S. H.

L. Wang, H. F. Hu, K. Liu, S. H. Jiang, W. Zeng, and Q. Q. Gan, Plasmonics 8, 733 (2013).
[CrossRef]

Kats, M. A.

N. F. Yu, F. Aieta, P. Genevet, M. A. Kats, Z. Gaburro, and F. Capasso, Nano Lett. 12, 6328 (2012).
[CrossRef]

R. Blanchard, G. Aoust, P. Genevet, N. F. Yu, M. A. Kats, Z. Gaburro, and F. Capasso, Phys. Rev. B 85, 155457 (2012).
[CrossRef]

Kavanagh, K. L.

R. Gordon, A. G. Brolo, A. McKinnon, A. Rajora, B. Leathem, and K. L. Kavanagh, Phys. Rev. Lett. 92, 037401 (2004).
[CrossRef]

Khoo, E. H.

Klemens, F.

Z. Marcet, H. B. Chan, D. W. Carr, J. E. Bower, R. A. Cirelli, F. Klemens, W. M. Mansfield, J. F. Miner, C. S. Pai, and I. I. Kravchenko, Appl. Phys. Lett. 98, 151107 (2011).
[CrossRef]

Kley, E. B.

C. Helgert, E. Pshenay-Severin, M. Falkner, C. Menzel, C. Rockstuhl, E. B. Kley, A. Tünnermann, F. Lederer, and T. Pertsch, Nano Lett. 11, 4400 (2011).
[CrossRef]

Kravchenko, I. I.

Z. Marcet, H. B. Chan, D. W. Carr, J. E. Bower, R. A. Cirelli, F. Klemens, W. M. Mansfield, J. F. Miner, C. S. Pai, and I. I. Kravchenko, Appl. Phys. Lett. 98, 151107 (2011).
[CrossRef]

Kubarev, V. V.

Kuznetsov, A.

Lai, J.

L. Chen, G. P. Wang, X. Li, W. Li, Y. Shen, J. Lai, and S. Chen, Appl. Phys. B 104, 653 (2011).
[CrossRef]

Leathem, B.

R. Gordon, A. G. Brolo, A. McKinnon, A. Rajora, B. Leathem, and K. L. Kavanagh, Phys. Rev. Lett. 92, 037401 (2004).
[CrossRef]

Lederer, F.

C. Helgert, E. Pshenay-Severin, M. Falkner, C. Menzel, C. Rockstuhl, E. B. Kley, A. Tünnermann, F. Lederer, and T. Pertsch, Nano Lett. 11, 4400 (2011).
[CrossRef]

Lee, Y.-S.

Y.-S. Lee, Principles of Terahertz Science and Technology (Springer, 2009).

Lezec, H. J.

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

Li, E. P.

Li, T.

J. Xu, T. Li, F. F. Lu, S. M. Wang, and S. N. Zhu, Opt. Express 19, 748 (2011).
[CrossRef]

T. Li, S. M. Wang, J. X. Cao, H. Liu, and S. N. Zhu, Appl. Phys. Lett. 97, 261113 (2010).
[CrossRef]

T. Li, H. Liu, S. M. Wang, X. G. Yin, F. M. Wang, S. N. Zhu, and X. A. Zhang, Appl. Phys. Lett. 93, 021110 (2008).
[CrossRef]

Li, W.

L. Chen, G. P. Wang, X. Li, W. Li, Y. Shen, J. Lai, and S. Chen, Appl. Phys. B 104, 653 (2011).
[CrossRef]

Li, X.

L. Chen, G. P. Wang, X. Li, W. Li, Y. Shen, J. Lai, and S. Chen, Appl. Phys. B 104, 653 (2011).
[CrossRef]

Lin, L.

Liu, H.

T. Li, S. M. Wang, J. X. Cao, H. Liu, and S. N. Zhu, Appl. Phys. Lett. 97, 261113 (2010).
[CrossRef]

T. Li, H. Liu, S. M. Wang, X. G. Yin, F. M. Wang, S. N. Zhu, and X. A. Zhang, Appl. Phys. Lett. 93, 021110 (2008).
[CrossRef]

Liu, K.

L. Wang, H. F. Hu, K. Liu, S. H. Jiang, W. Zeng, and Q. Q. Gan, Plasmonics 8, 733 (2013).
[CrossRef]

Lu, F. F.

Mansfield, W. M.

Z. Marcet, H. B. Chan, D. W. Carr, J. E. Bower, R. A. Cirelli, F. Klemens, W. M. Mansfield, J. F. Miner, C. S. Pai, and I. I. Kravchenko, Appl. Phys. Lett. 98, 151107 (2011).
[CrossRef]

Marcet, Z.

Z. Marcet, H. B. Chan, D. W. Carr, J. E. Bower, R. A. Cirelli, F. Klemens, W. M. Mansfield, J. F. Miner, C. S. Pai, and I. I. Kravchenko, Appl. Phys. Lett. 98, 151107 (2011).
[CrossRef]

McKinnon, A.

R. Gordon, A. G. Brolo, A. McKinnon, A. Rajora, B. Leathem, and K. L. Kavanagh, Phys. Rev. Lett. 92, 037401 (2004).
[CrossRef]

Menzel, C.

C. Helgert, E. Pshenay-Severin, M. Falkner, C. Menzel, C. Rockstuhl, E. B. Kley, A. Tünnermann, F. Lederer, and T. Pertsch, Nano Lett. 11, 4400 (2011).
[CrossRef]

Miner, J. F.

Z. Marcet, H. B. Chan, D. W. Carr, J. E. Bower, R. A. Cirelli, F. Klemens, W. M. Mansfield, J. F. Miner, C. S. Pai, and I. I. Kravchenko, Appl. Phys. Lett. 98, 151107 (2011).
[CrossRef]

Miyamaru, F.

Navarro-Cia, M.

Osiander, R.

M. J. Fitch and R. Osiander, Johns Hopkins APL Tech Digest 25, 348 (2004).

Otani, C.

Oussaid, R.

M. Boutria, R. Oussaid, D. Van Labeke, and F. I. Baida, Phys. Rev. B 86, 155428 (2012).
[CrossRef]

F. I. Baida, M. Boutria, R. Oussaid, and D. Van Labeke, Phys. Rev. B 84, 035107 (2011).
[CrossRef]

Pai, C. S.

Z. Marcet, H. B. Chan, D. W. Carr, J. E. Bower, R. A. Cirelli, F. Klemens, W. M. Mansfield, J. F. Miner, C. S. Pai, and I. I. Kravchenko, Appl. Phys. Lett. 98, 151107 (2011).
[CrossRef]

Perez-Castillejos, R.

Q. Xu, J. Bao, R. M. Rioux, R. Perez-Castillejos, F. Capasso, and G. M. Whitesides, Nano Lett. 7, 2800 (2007).
[CrossRef]

Pertsch, T.

C. Helgert, E. Pshenay-Severin, M. Falkner, C. Menzel, C. Rockstuhl, E. B. Kley, A. Tünnermann, F. Lederer, and T. Pertsch, Nano Lett. 11, 4400 (2011).
[CrossRef]

Plaxco, K.

J. Xu, J. Galan, G. Ramian, P. Savvidis, A. Scopatz, R. R. Birge, S. J. Allen, and K. Plaxco, Proc. SPIE 19, 5268 (2004).

Pshenay-Severin, E.

C. Helgert, E. Pshenay-Severin, M. Falkner, C. Menzel, C. Rockstuhl, E. B. Kley, A. Tünnermann, F. Lederer, and T. Pertsch, Nano Lett. 11, 4400 (2011).
[CrossRef]

Rajora, A.

R. Gordon, A. G. Brolo, A. McKinnon, A. Rajora, B. Leathem, and K. L. Kavanagh, Phys. Rev. Lett. 92, 037401 (2004).
[CrossRef]

Ramian, G.

J. Xu, J. Galan, G. Ramian, P. Savvidis, A. Scopatz, R. R. Birge, S. J. Allen, and K. Plaxco, Proc. SPIE 19, 5268 (2004).

Rioux, R. M.

Q. Xu, J. Bao, R. M. Rioux, R. Perez-Castillejos, F. Capasso, and G. M. Whitesides, Nano Lett. 7, 2800 (2007).
[CrossRef]

Roberts, A.

Rockstuhl, C.

C. Helgert, E. Pshenay-Severin, M. Falkner, C. Menzel, C. Rockstuhl, E. B. Kley, A. Tünnermann, F. Lederer, and T. Pertsch, Nano Lett. 11, 4400 (2011).
[CrossRef]

Savvidis, P.

J. Xu, J. Galan, G. Ramian, P. Savvidis, A. Scopatz, R. R. Birge, S. J. Allen, and K. Plaxco, Proc. SPIE 19, 5268 (2004).

Scopatz, A.

J. Xu, J. Galan, G. Ramian, P. Savvidis, A. Scopatz, R. R. Birge, S. J. Allen, and K. Plaxco, Proc. SPIE 19, 5268 (2004).

Shen, Y.

L. Chen, G. P. Wang, X. Li, W. Li, Y. Shen, J. Lai, and S. Chen, Appl. Phys. B 104, 653 (2011).
[CrossRef]

Siegel, P. H.

P. H. Siegel, IEEE Trans. Microw. Theory 50, 910 (2002).
[CrossRef]

Sorolla, M.

Strelniker, Y. M.

Y. M. Strelniker, Phys. Rev. B 76, 085409 (2007).
[CrossRef]

Suzuki, T.

Takeda, M. W.

Thio, T.

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

Tonouchi, M.

M. Tonouchi, Nat. Photonics 1, 97 (2007).
[CrossRef]

Tünnermann, A.

C. Helgert, E. Pshenay-Severin, M. Falkner, C. Menzel, C. Rockstuhl, E. B. Kley, A. Tünnermann, F. Lederer, and T. Pertsch, Nano Lett. 11, 4400 (2011).
[CrossRef]

Van Labeke, D.

M. Boutria, R. Oussaid, D. Van Labeke, and F. I. Baida, Phys. Rev. B 86, 155428 (2012).
[CrossRef]

F. I. Baida, M. Boutria, R. Oussaid, and D. Van Labeke, Phys. Rev. B 84, 035107 (2011).
[CrossRef]

Wang, F. M.

T. Li, H. Liu, S. M. Wang, X. G. Yin, F. M. Wang, S. N. Zhu, and X. A. Zhang, Appl. Phys. Lett. 93, 021110 (2008).
[CrossRef]

Wang, G. P.

L. Chen, G. P. Wang, X. Li, W. Li, Y. Shen, J. Lai, and S. Chen, Appl. Phys. B 104, 653 (2011).
[CrossRef]

Wang, L.

L. Wang, H. F. Hu, K. Liu, S. H. Jiang, W. Zeng, and Q. Q. Gan, Plasmonics 8, 733 (2013).
[CrossRef]

Wang, S. M.

J. Xu, T. Li, F. F. Lu, S. M. Wang, and S. N. Zhu, Opt. Express 19, 748 (2011).
[CrossRef]

T. Li, S. M. Wang, J. X. Cao, H. Liu, and S. N. Zhu, Appl. Phys. Lett. 97, 261113 (2010).
[CrossRef]

T. Li, H. Liu, S. M. Wang, X. G. Yin, F. M. Wang, S. N. Zhu, and X. A. Zhang, Appl. Phys. Lett. 93, 021110 (2008).
[CrossRef]

Whitesides, G. M.

Q. Xu, J. Bao, R. M. Rioux, R. Perez-Castillejos, F. Capasso, and G. M. Whitesides, Nano Lett. 7, 2800 (2007).
[CrossRef]

Wolff, P. A.

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

Xu, J.

J. Xu, T. Li, F. F. Lu, S. M. Wang, and S. N. Zhu, Opt. Express 19, 748 (2011).
[CrossRef]

J. Xu, J. Galan, G. Ramian, P. Savvidis, A. Scopatz, R. R. Birge, S. J. Allen, and K. Plaxco, Proc. SPIE 19, 5268 (2004).

Xu, Q.

Q. Xu, J. Bao, R. M. Rioux, R. Perez-Castillejos, F. Capasso, and G. M. Whitesides, Nano Lett. 7, 2800 (2007).
[CrossRef]

Yin, X. G.

T. Li, H. Liu, S. M. Wang, X. G. Yin, F. M. Wang, S. N. Zhu, and X. A. Zhang, Appl. Phys. Lett. 93, 021110 (2008).
[CrossRef]

Yu, N. F.

N. F. Yu, F. Aieta, P. Genevet, M. A. Kats, Z. Gaburro, and F. Capasso, Nano Lett. 12, 6328 (2012).
[CrossRef]

R. Blanchard, G. Aoust, P. Genevet, N. F. Yu, M. A. Kats, Z. Gaburro, and F. Capasso, Phys. Rev. B 85, 155457 (2012).
[CrossRef]

Zeng, W.

L. Wang, H. F. Hu, K. Liu, S. H. Jiang, W. Zeng, and Q. Q. Gan, Plasmonics 8, 733 (2013).
[CrossRef]

Zhang, X. A.

T. Li, H. Liu, S. M. Wang, X. G. Yin, F. M. Wang, S. N. Zhu, and X. A. Zhang, Appl. Phys. Lett. 93, 021110 (2008).
[CrossRef]

Zhang, X. C.

B. Ferguson and X. C. Zhang, Nat. Mater. 1, 26 (2002).
[CrossRef]

Zhao, Y.

Y. Zhao and A. Alu, Phys. Rev. B 84, 205428 (2011).
[CrossRef]

Zhu, S. N.

J. Xu, T. Li, F. F. Lu, S. M. Wang, and S. N. Zhu, Opt. Express 19, 748 (2011).
[CrossRef]

T. Li, S. M. Wang, J. X. Cao, H. Liu, and S. N. Zhu, Appl. Phys. Lett. 97, 261113 (2010).
[CrossRef]

T. Li, H. Liu, S. M. Wang, X. G. Yin, F. M. Wang, S. N. Zhu, and X. A. Zhang, Appl. Phys. Lett. 93, 021110 (2008).
[CrossRef]

Appl. Phys. B

L. Chen, G. P. Wang, X. Li, W. Li, Y. Shen, J. Lai, and S. Chen, Appl. Phys. B 104, 653 (2011).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett.

Z. Marcet, H. B. Chan, D. W. Carr, J. E. Bower, R. A. Cirelli, F. Klemens, W. M. Mansfield, J. F. Miner, C. S. Pai, and I. I. Kravchenko, Appl. Phys. Lett. 98, 151107 (2011).
[CrossRef]

T. Li, H. Liu, S. M. Wang, X. G. Yin, F. M. Wang, S. N. Zhu, and X. A. Zhang, Appl. Phys. Lett. 93, 021110 (2008).
[CrossRef]

T. Li, S. M. Wang, J. X. Cao, H. Liu, and S. N. Zhu, Appl. Phys. Lett. 97, 261113 (2010).
[CrossRef]

IEEE Trans. Microw. Theory

P. H. Siegel, IEEE Trans. Microw. Theory 50, 910 (2002).
[CrossRef]

Johns Hopkins APL Tech Digest

M. J. Fitch and R. Osiander, Johns Hopkins APL Tech Digest 25, 348 (2004).

Nano Lett.

Q. Xu, J. Bao, R. M. Rioux, R. Perez-Castillejos, F. Capasso, and G. M. Whitesides, Nano Lett. 7, 2800 (2007).
[CrossRef]

N. F. Yu, F. Aieta, P. Genevet, M. A. Kats, Z. Gaburro, and F. Capasso, Nano Lett. 12, 6328 (2012).
[CrossRef]

C. Helgert, E. Pshenay-Severin, M. Falkner, C. Menzel, C. Rockstuhl, E. B. Kley, A. Tünnermann, F. Lederer, and T. Pertsch, Nano Lett. 11, 4400 (2011).
[CrossRef]

Nat. Mater.

B. Ferguson and X. C. Zhang, Nat. Mater. 1, 26 (2002).
[CrossRef]

Nat. Photonics

M. Tonouchi, Nat. Photonics 1, 97 (2007).
[CrossRef]

Nature

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

Opt. Express

Opt. Lett.

Phys. Rev. B

Y. M. Strelniker, Phys. Rev. B 76, 085409 (2007).
[CrossRef]

Y. Zhao and A. Alu, Phys. Rev. B 84, 205428 (2011).
[CrossRef]

R. Blanchard, G. Aoust, P. Genevet, N. F. Yu, M. A. Kats, Z. Gaburro, and F. Capasso, Phys. Rev. B 85, 155457 (2012).
[CrossRef]

F. I. Baida, M. Boutria, R. Oussaid, and D. Van Labeke, Phys. Rev. B 84, 035107 (2011).
[CrossRef]

M. Boutria, R. Oussaid, D. Van Labeke, and F. I. Baida, Phys. Rev. B 86, 155428 (2012).
[CrossRef]

Phys. Rev. Lett.

R. Gordon, A. G. Brolo, A. McKinnon, A. Rajora, B. Leathem, and K. L. Kavanagh, Phys. Rev. Lett. 92, 037401 (2004).
[CrossRef]

Q. Q. Gan, Z. Fu, Y. J. Ding, and F. J. Bartoli, Phys. Rev. Lett. 100, 256803 (2008).
[CrossRef]

Plasmonics

L. Wang, H. F. Hu, K. Liu, S. H. Jiang, W. Zeng, and Q. Q. Gan, Plasmonics 8, 733 (2013).
[CrossRef]

Proc. SPIE

J. Xu, J. Galan, G. Ramian, P. Savvidis, A. Scopatz, R. R. Birge, S. J. Allen, and K. Plaxco, Proc. SPIE 19, 5268 (2004).

Other

Y.-S. Lee, Principles of Terahertz Science and Technology (Springer, 2009).

Supplementary Material (1)

» Media 1: MOV (4148 KB)     

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 (5)

Fig. 1.
Fig. 1.

(a) Schematic illustration of a metallic layer with L-shaped hole arrays, illuminated by a wave propagating along the z axis. (b) Top view of the square unit cell. The red arrow indicates the symmetric axis of the structure.

Fig. 2.
Fig. 2.

Transmission spectra of (a) T11 for the in-phase mode and (b) T22 for the antiphase mode as a function of the layer thickness h. (c) Polarization-dependent transmission, calculated by FDTD modeling (solid lines) and CMM analysis (dashed lines), when the layer thickness h is fixed at 400 μm.

Fig. 3.
Fig. 3.

Dispersive dependence of the effective index for in-phase mode (red lines) and antiphase mode (blue lines). The real and imaginary parts of the effective indices are plotted by solid lines in (a) and dashed lines in (b), respectively. Insets are the electric field distribution of (a) the in-phase mode and (b) antiphase mode, respectively, in an L-shaped aperture.

Fig. 4.
Fig. 4.

(a) Energy ratio η as a function of h from 4 to 5 THz. The ratio η is defined as |T11T22|/|T11+T22| to compare the transmittance of T11 and T22. (b) Modeled phase difference (Δφ=φ11φ22) as the function of incident frequency f and layer thickness h. (c) Contour plot of the phase difference Δφ together with the transmittance ratio η. The black loci are the regions of 0–0.01 energy ratio. The blue, green, and red loci indicate phase difference at 90°, 180°, and 270°, respectively, with a margin of 1°.

Fig. 5.
Fig. 5.

(a)–(c) Polarization states for incident wave and transmitted wave at θ=0° and f=4.35THz (Media 1) at nine different plate thicknesses. The red lines present the polarization states and amplitude of the incident waves; the blue lines represent those of output waves.

Metrics