Abstract

The manipulation of surface plasmon polaritons (SPPs) on metal surfaces is an important aspect in the design of ultra-compact integrated micro/nano optical systems. We present a direct method for the easy, yet accurate design of complicated groove patterns to control SPPs traveling on metal surfaces, using a surface electromagnetic wave holography method, based on the Huygens–Fresnel principle. SPPs are scattered by these deliberately and appropriately determined groove patterns and interfere with each other to form new paths with desire. Two devices are demonstrated, with predesignated functionalities fully implemented by the designed plasmonic holographic structures, according to the finite-difference time-domain simulations. The results strongly indicate that this direct method is effective, efficient, and user friendly in its application to control SPPs on metal surfaces.

© 2014 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. L. B. William, D. Alain, and T. W. Ebbesen, Nature 424, 824 (2003).
    [CrossRef]
  2. H. J. Lezec, A. Degiron, E. Devaux, R. A. Linke, L. Martìn-Moreno, F. J. Garcìa-Vidal, and T. W. Ebbesen, Science 297, 820 (2002).
    [CrossRef]
  3. S. I. Bozhevolnyi, Plasmonic Nanoguides and Circuits (Pan Stanford, 2008).
  4. A. Otto, Physik 216, 398 (1968).
    [CrossRef]
  5. H. Raether, Surface Plasmons on Smooth and Rough Surfaces and on Gratings (Springer-Verlag, 1988).
  6. J. Lin, J. Dellinger, P. Genevet, B. Cluzel, F. de Fornel, and F. Capasso, Phys. Rev. Lett. 109, 093904 (2012).
    [CrossRef]
  7. G. Lerosey, D. F. P. Pile, P. Matheu, G. Bartal, and X. Zhang, Nano Lett. 9, 327 (2009).
    [CrossRef]
  8. A. Baron, E. Devaux, J. C. Rodier, J. P. Hugonin, E. Rousseau, C. Genet, T. W. Ebbesen, and P. Lalanne, Nano Lett. 11, 4207 (2011).
    [CrossRef]
  9. C. Ropers, C. C. Neacsu, T. Elsaesser, M. Albrecht, M. B. Raschke, and C. Lienau, Nano Lett. 7, 2784 (2007).
    [CrossRef]
  10. A. G. Curto and F. Javier Garcì a de Abajo, Nano Lett. 8, 2479 (2008).
    [CrossRef]
  11. V. S. Volkov, S. I. Bozhevolnyi, S. G. Rodrigo, L. Martìn-Moreno, F. J. Garcìa-Vidal, E. Devaux, and T. W. Ebbesen, Nano Lett. 9, 1278 (2009).
    [CrossRef]
  12. S. I. Bozhevolnyi, V. S. Volkov, E. Devaux, and T. W. Ebbesen, Phys. Rev. Lett. 95, 046802 (2005).
    [CrossRef]
  13. S. I. Bozhevolnyi, V. S. Volkov, E. Devaux, J. Y. Laluet, and T. W. Ebbesen, Nature 440, 508 (2006).
    [CrossRef]
  14. Y. L. Fu, X. Y. Hu, C. C. Lu, S. Yue, H. Yang, and Q. H. Gong, Nano Lett. 12, 5784 (2012).
    [CrossRef]
  15. A. B. Evlyukhin, S. I. Bozhevolnyi, A. L. Stepanov, R. Kiyan, C. Reinhardt, S. Passinger, and B. N. Chichkov, Opt. Express 15, 16667 (2007).
    [CrossRef]
  16. L. L. Yin, V. K. Vlasko-Vlasov, J. Pearson, J. M. Hiller, J. Hua, U. Welp, D. E. Brown, and C. W. Kimball, Nano Lett. 5, 1399 (2005).
    [CrossRef]
  17. T. Tanemura, K. C. Balram, D. S. Ly-Gagnon, P. Wahl, J. S. White, M. L. Brongersma, and D. A. B. Miller, Nano Lett. 11, 2693 (2011).
    [CrossRef]
  18. L. Li, T. Li, S. M. Wang, C. Zhang, and S. N. Zhu, Phys. Rev. Lett. 107, 126804 (2011).
    [CrossRef]
  19. L. Li, T. Li, S. M. Wang, and S. N. Zhu, Phys. Rev. Lett. 110, 046807 (2013).
    [CrossRef]
  20. L. Li, T. Li, S. M. Wang, S. N. Zhu, and X. Zhang, Nano Lett. 11, 4357 (2011).
    [CrossRef]
  21. Y. H. Chen, J. X. Fu, and Z. Y. Li, Opt. Express 19, 23908 (2011).
    [CrossRef]
  22. Y. H. Chen, L. Huang, L. Gan, and Z. Y. Li, Light Sci. Appl. 1, e26 (2012).
  23. Y. H. Chen, M. Q. Zhang, L. Gan, X. Y. Wu, L. Sun, J. Liu, J. Wang, and Z. Y. Li, Opt. Express 21, 17558 (2013).
    [CrossRef]
  24. P. Genevet, J. Lin, M. A. Kats, and F. Capasso, Nat. Commun. 3, 1278 (2012).
    [CrossRef]
  25. I. Dolev, I. Epstein, and A. Arie, Phys. Rev. Lett. 109, 203903 (2012).
    [CrossRef]
  26. B. H. Fong, J. S. Colburn, J. J. Ottusch, J. L. Visher, and D. F. Sievenpiper, IEEE Trans. Antennas Propag. 58, 3212 (2010).
    [CrossRef]
  27. D. F. Sievenpiper, J. Colburn, B. Fong, J. Ottusch, and J. Visher, Proc. IEEE Antennas Propagation Society Int. Symp. 1B, 256 (2005).

2013 (2)

2012 (5)

Y. H. Chen, L. Huang, L. Gan, and Z. Y. Li, Light Sci. Appl. 1, e26 (2012).

P. Genevet, J. Lin, M. A. Kats, and F. Capasso, Nat. Commun. 3, 1278 (2012).
[CrossRef]

I. Dolev, I. Epstein, and A. Arie, Phys. Rev. Lett. 109, 203903 (2012).
[CrossRef]

Y. L. Fu, X. Y. Hu, C. C. Lu, S. Yue, H. Yang, and Q. H. Gong, Nano Lett. 12, 5784 (2012).
[CrossRef]

J. Lin, J. Dellinger, P. Genevet, B. Cluzel, F. de Fornel, and F. Capasso, Phys. Rev. Lett. 109, 093904 (2012).
[CrossRef]

2011 (5)

A. Baron, E. Devaux, J. C. Rodier, J. P. Hugonin, E. Rousseau, C. Genet, T. W. Ebbesen, and P. Lalanne, Nano Lett. 11, 4207 (2011).
[CrossRef]

L. Li, T. Li, S. M. Wang, S. N. Zhu, and X. Zhang, Nano Lett. 11, 4357 (2011).
[CrossRef]

T. Tanemura, K. C. Balram, D. S. Ly-Gagnon, P. Wahl, J. S. White, M. L. Brongersma, and D. A. B. Miller, Nano Lett. 11, 2693 (2011).
[CrossRef]

L. Li, T. Li, S. M. Wang, C. Zhang, and S. N. Zhu, Phys. Rev. Lett. 107, 126804 (2011).
[CrossRef]

Y. H. Chen, J. X. Fu, and Z. Y. Li, Opt. Express 19, 23908 (2011).
[CrossRef]

2010 (1)

B. H. Fong, J. S. Colburn, J. J. Ottusch, J. L. Visher, and D. F. Sievenpiper, IEEE Trans. Antennas Propag. 58, 3212 (2010).
[CrossRef]

2009 (2)

V. S. Volkov, S. I. Bozhevolnyi, S. G. Rodrigo, L. Martìn-Moreno, F. J. Garcìa-Vidal, E. Devaux, and T. W. Ebbesen, Nano Lett. 9, 1278 (2009).
[CrossRef]

G. Lerosey, D. F. P. Pile, P. Matheu, G. Bartal, and X. Zhang, Nano Lett. 9, 327 (2009).
[CrossRef]

2008 (1)

A. G. Curto and F. Javier Garcì a de Abajo, Nano Lett. 8, 2479 (2008).
[CrossRef]

2007 (2)

C. Ropers, C. C. Neacsu, T. Elsaesser, M. Albrecht, M. B. Raschke, and C. Lienau, Nano Lett. 7, 2784 (2007).
[CrossRef]

A. B. Evlyukhin, S. I. Bozhevolnyi, A. L. Stepanov, R. Kiyan, C. Reinhardt, S. Passinger, and B. N. Chichkov, Opt. Express 15, 16667 (2007).
[CrossRef]

2006 (1)

S. I. Bozhevolnyi, V. S. Volkov, E. Devaux, J. Y. Laluet, and T. W. Ebbesen, Nature 440, 508 (2006).
[CrossRef]

2005 (3)

L. L. Yin, V. K. Vlasko-Vlasov, J. Pearson, J. M. Hiller, J. Hua, U. Welp, D. E. Brown, and C. W. Kimball, Nano Lett. 5, 1399 (2005).
[CrossRef]

S. I. Bozhevolnyi, V. S. Volkov, E. Devaux, and T. W. Ebbesen, Phys. Rev. Lett. 95, 046802 (2005).
[CrossRef]

D. F. Sievenpiper, J. Colburn, B. Fong, J. Ottusch, and J. Visher, Proc. IEEE Antennas Propagation Society Int. Symp. 1B, 256 (2005).

2003 (1)

L. B. William, D. Alain, and T. W. Ebbesen, Nature 424, 824 (2003).
[CrossRef]

2002 (1)

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

1968 (1)

A. Otto, Physik 216, 398 (1968).
[CrossRef]

Alain, D.

L. B. William, D. Alain, and T. W. Ebbesen, Nature 424, 824 (2003).
[CrossRef]

Albrecht, M.

C. Ropers, C. C. Neacsu, T. Elsaesser, M. Albrecht, M. B. Raschke, and C. Lienau, Nano Lett. 7, 2784 (2007).
[CrossRef]

Arie, A.

I. Dolev, I. Epstein, and A. Arie, Phys. Rev. Lett. 109, 203903 (2012).
[CrossRef]

Balram, K. C.

T. Tanemura, K. C. Balram, D. S. Ly-Gagnon, P. Wahl, J. S. White, M. L. Brongersma, and D. A. B. Miller, Nano Lett. 11, 2693 (2011).
[CrossRef]

Baron, A.

A. Baron, E. Devaux, J. C. Rodier, J. P. Hugonin, E. Rousseau, C. Genet, T. W. Ebbesen, and P. Lalanne, Nano Lett. 11, 4207 (2011).
[CrossRef]

Bartal, G.

G. Lerosey, D. F. P. Pile, P. Matheu, G. Bartal, and X. Zhang, Nano Lett. 9, 327 (2009).
[CrossRef]

Bozhevolnyi, S. I.

V. S. Volkov, S. I. Bozhevolnyi, S. G. Rodrigo, L. Martìn-Moreno, F. J. Garcìa-Vidal, E. Devaux, and T. W. Ebbesen, Nano Lett. 9, 1278 (2009).
[CrossRef]

A. B. Evlyukhin, S. I. Bozhevolnyi, A. L. Stepanov, R. Kiyan, C. Reinhardt, S. Passinger, and B. N. Chichkov, Opt. Express 15, 16667 (2007).
[CrossRef]

S. I. Bozhevolnyi, V. S. Volkov, E. Devaux, J. Y. Laluet, and T. W. Ebbesen, Nature 440, 508 (2006).
[CrossRef]

S. I. Bozhevolnyi, V. S. Volkov, E. Devaux, and T. W. Ebbesen, Phys. Rev. Lett. 95, 046802 (2005).
[CrossRef]

S. I. Bozhevolnyi, Plasmonic Nanoguides and Circuits (Pan Stanford, 2008).

Brongersma, M. L.

T. Tanemura, K. C. Balram, D. S. Ly-Gagnon, P. Wahl, J. S. White, M. L. Brongersma, and D. A. B. Miller, Nano Lett. 11, 2693 (2011).
[CrossRef]

Brown, D. E.

L. L. Yin, V. K. Vlasko-Vlasov, J. Pearson, J. M. Hiller, J. Hua, U. Welp, D. E. Brown, and C. W. Kimball, Nano Lett. 5, 1399 (2005).
[CrossRef]

Capasso, F.

J. Lin, J. Dellinger, P. Genevet, B. Cluzel, F. de Fornel, and F. Capasso, Phys. Rev. Lett. 109, 093904 (2012).
[CrossRef]

P. Genevet, J. Lin, M. A. Kats, and F. Capasso, Nat. Commun. 3, 1278 (2012).
[CrossRef]

Chen, Y. H.

Chichkov, B. N.

Cluzel, B.

J. Lin, J. Dellinger, P. Genevet, B. Cluzel, F. de Fornel, and F. Capasso, Phys. Rev. Lett. 109, 093904 (2012).
[CrossRef]

Colburn, J.

D. F. Sievenpiper, J. Colburn, B. Fong, J. Ottusch, and J. Visher, Proc. IEEE Antennas Propagation Society Int. Symp. 1B, 256 (2005).

Colburn, J. S.

B. H. Fong, J. S. Colburn, J. J. Ottusch, J. L. Visher, and D. F. Sievenpiper, IEEE Trans. Antennas Propag. 58, 3212 (2010).
[CrossRef]

Curto, A. G.

A. G. Curto and F. Javier Garcì a de Abajo, Nano Lett. 8, 2479 (2008).
[CrossRef]

de Fornel, F.

J. Lin, J. Dellinger, P. Genevet, B. Cluzel, F. de Fornel, and F. Capasso, Phys. Rev. Lett. 109, 093904 (2012).
[CrossRef]

Degiron, A.

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

Dellinger, J.

J. Lin, J. Dellinger, P. Genevet, B. Cluzel, F. de Fornel, and F. Capasso, Phys. Rev. Lett. 109, 093904 (2012).
[CrossRef]

Devaux, E.

A. Baron, E. Devaux, J. C. Rodier, J. P. Hugonin, E. Rousseau, C. Genet, T. W. Ebbesen, and P. Lalanne, Nano Lett. 11, 4207 (2011).
[CrossRef]

V. S. Volkov, S. I. Bozhevolnyi, S. G. Rodrigo, L. Martìn-Moreno, F. J. Garcìa-Vidal, E. Devaux, and T. W. Ebbesen, Nano Lett. 9, 1278 (2009).
[CrossRef]

S. I. Bozhevolnyi, V. S. Volkov, E. Devaux, J. Y. Laluet, and T. W. Ebbesen, Nature 440, 508 (2006).
[CrossRef]

S. I. Bozhevolnyi, V. S. Volkov, E. Devaux, and T. W. Ebbesen, Phys. Rev. Lett. 95, 046802 (2005).
[CrossRef]

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

Dolev, I.

I. Dolev, I. Epstein, and A. Arie, Phys. Rev. Lett. 109, 203903 (2012).
[CrossRef]

Ebbesen, T. W.

A. Baron, E. Devaux, J. C. Rodier, J. P. Hugonin, E. Rousseau, C. Genet, T. W. Ebbesen, and P. Lalanne, Nano Lett. 11, 4207 (2011).
[CrossRef]

V. S. Volkov, S. I. Bozhevolnyi, S. G. Rodrigo, L. Martìn-Moreno, F. J. Garcìa-Vidal, E. Devaux, and T. W. Ebbesen, Nano Lett. 9, 1278 (2009).
[CrossRef]

S. I. Bozhevolnyi, V. S. Volkov, E. Devaux, J. Y. Laluet, and T. W. Ebbesen, Nature 440, 508 (2006).
[CrossRef]

S. I. Bozhevolnyi, V. S. Volkov, E. Devaux, and T. W. Ebbesen, Phys. Rev. Lett. 95, 046802 (2005).
[CrossRef]

L. B. William, D. Alain, and T. W. Ebbesen, Nature 424, 824 (2003).
[CrossRef]

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

Elsaesser, T.

C. Ropers, C. C. Neacsu, T. Elsaesser, M. Albrecht, M. B. Raschke, and C. Lienau, Nano Lett. 7, 2784 (2007).
[CrossRef]

Epstein, I.

I. Dolev, I. Epstein, and A. Arie, Phys. Rev. Lett. 109, 203903 (2012).
[CrossRef]

Evlyukhin, A. B.

Fong, B.

D. F. Sievenpiper, J. Colburn, B. Fong, J. Ottusch, and J. Visher, Proc. IEEE Antennas Propagation Society Int. Symp. 1B, 256 (2005).

Fong, B. H.

B. H. Fong, J. S. Colburn, J. J. Ottusch, J. L. Visher, and D. F. Sievenpiper, IEEE Trans. Antennas Propag. 58, 3212 (2010).
[CrossRef]

Fu, J. X.

Fu, Y. L.

Y. L. Fu, X. Y. Hu, C. C. Lu, S. Yue, H. Yang, and Q. H. Gong, Nano Lett. 12, 5784 (2012).
[CrossRef]

Gan, L.

Garcìa-Vidal, F. J.

V. S. Volkov, S. I. Bozhevolnyi, S. G. Rodrigo, L. Martìn-Moreno, F. J. Garcìa-Vidal, E. Devaux, and T. W. Ebbesen, Nano Lett. 9, 1278 (2009).
[CrossRef]

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

Genet, C.

A. Baron, E. Devaux, J. C. Rodier, J. P. Hugonin, E. Rousseau, C. Genet, T. W. Ebbesen, and P. Lalanne, Nano Lett. 11, 4207 (2011).
[CrossRef]

Genevet, P.

J. Lin, J. Dellinger, P. Genevet, B. Cluzel, F. de Fornel, and F. Capasso, Phys. Rev. Lett. 109, 093904 (2012).
[CrossRef]

P. Genevet, J. Lin, M. A. Kats, and F. Capasso, Nat. Commun. 3, 1278 (2012).
[CrossRef]

Gong, Q. H.

Y. L. Fu, X. Y. Hu, C. C. Lu, S. Yue, H. Yang, and Q. H. Gong, Nano Lett. 12, 5784 (2012).
[CrossRef]

Hiller, J. M.

L. L. Yin, V. K. Vlasko-Vlasov, J. Pearson, J. M. Hiller, J. Hua, U. Welp, D. E. Brown, and C. W. Kimball, Nano Lett. 5, 1399 (2005).
[CrossRef]

Hu, X. Y.

Y. L. Fu, X. Y. Hu, C. C. Lu, S. Yue, H. Yang, and Q. H. Gong, Nano Lett. 12, 5784 (2012).
[CrossRef]

Hua, J.

L. L. Yin, V. K. Vlasko-Vlasov, J. Pearson, J. M. Hiller, J. Hua, U. Welp, D. E. Brown, and C. W. Kimball, Nano Lett. 5, 1399 (2005).
[CrossRef]

Huang, L.

Y. H. Chen, L. Huang, L. Gan, and Z. Y. Li, Light Sci. Appl. 1, e26 (2012).

Hugonin, J. P.

A. Baron, E. Devaux, J. C. Rodier, J. P. Hugonin, E. Rousseau, C. Genet, T. W. Ebbesen, and P. Lalanne, Nano Lett. 11, 4207 (2011).
[CrossRef]

Javier Garcì a de Abajo, F.

A. G. Curto and F. Javier Garcì a de Abajo, Nano Lett. 8, 2479 (2008).
[CrossRef]

Kats, M. A.

P. Genevet, J. Lin, M. A. Kats, and F. Capasso, Nat. Commun. 3, 1278 (2012).
[CrossRef]

Kimball, C. W.

L. L. Yin, V. K. Vlasko-Vlasov, J. Pearson, J. M. Hiller, J. Hua, U. Welp, D. E. Brown, and C. W. Kimball, Nano Lett. 5, 1399 (2005).
[CrossRef]

Kiyan, R.

Lalanne, P.

A. Baron, E. Devaux, J. C. Rodier, J. P. Hugonin, E. Rousseau, C. Genet, T. W. Ebbesen, and P. Lalanne, Nano Lett. 11, 4207 (2011).
[CrossRef]

Laluet, J. Y.

S. I. Bozhevolnyi, V. S. Volkov, E. Devaux, J. Y. Laluet, and T. W. Ebbesen, Nature 440, 508 (2006).
[CrossRef]

Lerosey, G.

G. Lerosey, D. F. P. Pile, P. Matheu, G. Bartal, and X. Zhang, Nano Lett. 9, 327 (2009).
[CrossRef]

Lezec, H. J.

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

Li, L.

L. Li, T. Li, S. M. Wang, and S. N. Zhu, Phys. Rev. Lett. 110, 046807 (2013).
[CrossRef]

L. Li, T. Li, S. M. Wang, S. N. Zhu, and X. Zhang, Nano Lett. 11, 4357 (2011).
[CrossRef]

L. Li, T. Li, S. M. Wang, C. Zhang, and S. N. Zhu, Phys. Rev. Lett. 107, 126804 (2011).
[CrossRef]

Li, T.

L. Li, T. Li, S. M. Wang, and S. N. Zhu, Phys. Rev. Lett. 110, 046807 (2013).
[CrossRef]

L. Li, T. Li, S. M. Wang, S. N. Zhu, and X. Zhang, Nano Lett. 11, 4357 (2011).
[CrossRef]

L. Li, T. Li, S. M. Wang, C. Zhang, and S. N. Zhu, Phys. Rev. Lett. 107, 126804 (2011).
[CrossRef]

Li, Z. Y.

Lienau, C.

C. Ropers, C. C. Neacsu, T. Elsaesser, M. Albrecht, M. B. Raschke, and C. Lienau, Nano Lett. 7, 2784 (2007).
[CrossRef]

Lin, J.

P. Genevet, J. Lin, M. A. Kats, and F. Capasso, Nat. Commun. 3, 1278 (2012).
[CrossRef]

J. Lin, J. Dellinger, P. Genevet, B. Cluzel, F. de Fornel, and F. Capasso, Phys. Rev. Lett. 109, 093904 (2012).
[CrossRef]

Linke, R. A.

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

Liu, J.

Lu, C. C.

Y. L. Fu, X. Y. Hu, C. C. Lu, S. Yue, H. Yang, and Q. H. Gong, Nano Lett. 12, 5784 (2012).
[CrossRef]

Ly-Gagnon, D. S.

T. Tanemura, K. C. Balram, D. S. Ly-Gagnon, P. Wahl, J. S. White, M. L. Brongersma, and D. A. B. Miller, Nano Lett. 11, 2693 (2011).
[CrossRef]

Martìn-Moreno, L.

V. S. Volkov, S. I. Bozhevolnyi, S. G. Rodrigo, L. Martìn-Moreno, F. J. Garcìa-Vidal, E. Devaux, and T. W. Ebbesen, Nano Lett. 9, 1278 (2009).
[CrossRef]

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

Matheu, P.

G. Lerosey, D. F. P. Pile, P. Matheu, G. Bartal, and X. Zhang, Nano Lett. 9, 327 (2009).
[CrossRef]

Miller, D. A. B.

T. Tanemura, K. C. Balram, D. S. Ly-Gagnon, P. Wahl, J. S. White, M. L. Brongersma, and D. A. B. Miller, Nano Lett. 11, 2693 (2011).
[CrossRef]

Neacsu, C. C.

C. Ropers, C. C. Neacsu, T. Elsaesser, M. Albrecht, M. B. Raschke, and C. Lienau, Nano Lett. 7, 2784 (2007).
[CrossRef]

Otto, A.

A. Otto, Physik 216, 398 (1968).
[CrossRef]

Ottusch, J.

D. F. Sievenpiper, J. Colburn, B. Fong, J. Ottusch, and J. Visher, Proc. IEEE Antennas Propagation Society Int. Symp. 1B, 256 (2005).

Ottusch, J. J.

B. H. Fong, J. S. Colburn, J. J. Ottusch, J. L. Visher, and D. F. Sievenpiper, IEEE Trans. Antennas Propag. 58, 3212 (2010).
[CrossRef]

Passinger, S.

Pearson, J.

L. L. Yin, V. K. Vlasko-Vlasov, J. Pearson, J. M. Hiller, J. Hua, U. Welp, D. E. Brown, and C. W. Kimball, Nano Lett. 5, 1399 (2005).
[CrossRef]

Pile, D. F. P.

G. Lerosey, D. F. P. Pile, P. Matheu, G. Bartal, and X. Zhang, Nano Lett. 9, 327 (2009).
[CrossRef]

Raether, H.

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

Raschke, M. B.

C. Ropers, C. C. Neacsu, T. Elsaesser, M. Albrecht, M. B. Raschke, and C. Lienau, Nano Lett. 7, 2784 (2007).
[CrossRef]

Reinhardt, C.

Rodier, J. C.

A. Baron, E. Devaux, J. C. Rodier, J. P. Hugonin, E. Rousseau, C. Genet, T. W. Ebbesen, and P. Lalanne, Nano Lett. 11, 4207 (2011).
[CrossRef]

Rodrigo, S. G.

V. S. Volkov, S. I. Bozhevolnyi, S. G. Rodrigo, L. Martìn-Moreno, F. J. Garcìa-Vidal, E. Devaux, and T. W. Ebbesen, Nano Lett. 9, 1278 (2009).
[CrossRef]

Ropers, C.

C. Ropers, C. C. Neacsu, T. Elsaesser, M. Albrecht, M. B. Raschke, and C. Lienau, Nano Lett. 7, 2784 (2007).
[CrossRef]

Rousseau, E.

A. Baron, E. Devaux, J. C. Rodier, J. P. Hugonin, E. Rousseau, C. Genet, T. W. Ebbesen, and P. Lalanne, Nano Lett. 11, 4207 (2011).
[CrossRef]

Sievenpiper, D. F.

B. H. Fong, J. S. Colburn, J. J. Ottusch, J. L. Visher, and D. F. Sievenpiper, IEEE Trans. Antennas Propag. 58, 3212 (2010).
[CrossRef]

D. F. Sievenpiper, J. Colburn, B. Fong, J. Ottusch, and J. Visher, Proc. IEEE Antennas Propagation Society Int. Symp. 1B, 256 (2005).

Stepanov, A. L.

Sun, L.

Tanemura, T.

T. Tanemura, K. C. Balram, D. S. Ly-Gagnon, P. Wahl, J. S. White, M. L. Brongersma, and D. A. B. Miller, Nano Lett. 11, 2693 (2011).
[CrossRef]

Visher, J.

D. F. Sievenpiper, J. Colburn, B. Fong, J. Ottusch, and J. Visher, Proc. IEEE Antennas Propagation Society Int. Symp. 1B, 256 (2005).

Visher, J. L.

B. H. Fong, J. S. Colburn, J. J. Ottusch, J. L. Visher, and D. F. Sievenpiper, IEEE Trans. Antennas Propag. 58, 3212 (2010).
[CrossRef]

Vlasko-Vlasov, V. K.

L. L. Yin, V. K. Vlasko-Vlasov, J. Pearson, J. M. Hiller, J. Hua, U. Welp, D. E. Brown, and C. W. Kimball, Nano Lett. 5, 1399 (2005).
[CrossRef]

Volkov, V. S.

V. S. Volkov, S. I. Bozhevolnyi, S. G. Rodrigo, L. Martìn-Moreno, F. J. Garcìa-Vidal, E. Devaux, and T. W. Ebbesen, Nano Lett. 9, 1278 (2009).
[CrossRef]

S. I. Bozhevolnyi, V. S. Volkov, E. Devaux, J. Y. Laluet, and T. W. Ebbesen, Nature 440, 508 (2006).
[CrossRef]

S. I. Bozhevolnyi, V. S. Volkov, E. Devaux, and T. W. Ebbesen, Phys. Rev. Lett. 95, 046802 (2005).
[CrossRef]

Wahl, P.

T. Tanemura, K. C. Balram, D. S. Ly-Gagnon, P. Wahl, J. S. White, M. L. Brongersma, and D. A. B. Miller, Nano Lett. 11, 2693 (2011).
[CrossRef]

Wang, J.

Wang, S. M.

L. Li, T. Li, S. M. Wang, and S. N. Zhu, Phys. Rev. Lett. 110, 046807 (2013).
[CrossRef]

L. Li, T. Li, S. M. Wang, S. N. Zhu, and X. Zhang, Nano Lett. 11, 4357 (2011).
[CrossRef]

L. Li, T. Li, S. M. Wang, C. Zhang, and S. N. Zhu, Phys. Rev. Lett. 107, 126804 (2011).
[CrossRef]

Welp, U.

L. L. Yin, V. K. Vlasko-Vlasov, J. Pearson, J. M. Hiller, J. Hua, U. Welp, D. E. Brown, and C. W. Kimball, Nano Lett. 5, 1399 (2005).
[CrossRef]

White, J. S.

T. Tanemura, K. C. Balram, D. S. Ly-Gagnon, P. Wahl, J. S. White, M. L. Brongersma, and D. A. B. Miller, Nano Lett. 11, 2693 (2011).
[CrossRef]

William, L. B.

L. B. William, D. Alain, and T. W. Ebbesen, Nature 424, 824 (2003).
[CrossRef]

Wu, X. Y.

Yang, H.

Y. L. Fu, X. Y. Hu, C. C. Lu, S. Yue, H. Yang, and Q. H. Gong, Nano Lett. 12, 5784 (2012).
[CrossRef]

Yin, L. L.

L. L. Yin, V. K. Vlasko-Vlasov, J. Pearson, J. M. Hiller, J. Hua, U. Welp, D. E. Brown, and C. W. Kimball, Nano Lett. 5, 1399 (2005).
[CrossRef]

Yue, S.

Y. L. Fu, X. Y. Hu, C. C. Lu, S. Yue, H. Yang, and Q. H. Gong, Nano Lett. 12, 5784 (2012).
[CrossRef]

Zhang, C.

L. Li, T. Li, S. M. Wang, C. Zhang, and S. N. Zhu, Phys. Rev. Lett. 107, 126804 (2011).
[CrossRef]

Zhang, M. Q.

Zhang, X.

L. Li, T. Li, S. M. Wang, S. N. Zhu, and X. Zhang, Nano Lett. 11, 4357 (2011).
[CrossRef]

G. Lerosey, D. F. P. Pile, P. Matheu, G. Bartal, and X. Zhang, Nano Lett. 9, 327 (2009).
[CrossRef]

Zhu, S. N.

L. Li, T. Li, S. M. Wang, and S. N. Zhu, Phys. Rev. Lett. 110, 046807 (2013).
[CrossRef]

L. Li, T. Li, S. M. Wang, S. N. Zhu, and X. Zhang, Nano Lett. 11, 4357 (2011).
[CrossRef]

L. Li, T. Li, S. M. Wang, C. Zhang, and S. N. Zhu, Phys. Rev. Lett. 107, 126804 (2011).
[CrossRef]

IEEE Trans. Antennas Propag. (1)

B. H. Fong, J. S. Colburn, J. J. Ottusch, J. L. Visher, and D. F. Sievenpiper, IEEE Trans. Antennas Propag. 58, 3212 (2010).
[CrossRef]

Light Sci. Appl. (1)

Y. H. Chen, L. Huang, L. Gan, and Z. Y. Li, Light Sci. Appl. 1, e26 (2012).

Nano Lett. (9)

G. Lerosey, D. F. P. Pile, P. Matheu, G. Bartal, and X. Zhang, Nano Lett. 9, 327 (2009).
[CrossRef]

A. Baron, E. Devaux, J. C. Rodier, J. P. Hugonin, E. Rousseau, C. Genet, T. W. Ebbesen, and P. Lalanne, Nano Lett. 11, 4207 (2011).
[CrossRef]

C. Ropers, C. C. Neacsu, T. Elsaesser, M. Albrecht, M. B. Raschke, and C. Lienau, Nano Lett. 7, 2784 (2007).
[CrossRef]

A. G. Curto and F. Javier Garcì a de Abajo, Nano Lett. 8, 2479 (2008).
[CrossRef]

V. S. Volkov, S. I. Bozhevolnyi, S. G. Rodrigo, L. Martìn-Moreno, F. J. Garcìa-Vidal, E. Devaux, and T. W. Ebbesen, Nano Lett. 9, 1278 (2009).
[CrossRef]

Y. L. Fu, X. Y. Hu, C. C. Lu, S. Yue, H. Yang, and Q. H. Gong, Nano Lett. 12, 5784 (2012).
[CrossRef]

L. L. Yin, V. K. Vlasko-Vlasov, J. Pearson, J. M. Hiller, J. Hua, U. Welp, D. E. Brown, and C. W. Kimball, Nano Lett. 5, 1399 (2005).
[CrossRef]

T. Tanemura, K. C. Balram, D. S. Ly-Gagnon, P. Wahl, J. S. White, M. L. Brongersma, and D. A. B. Miller, Nano Lett. 11, 2693 (2011).
[CrossRef]

L. Li, T. Li, S. M. Wang, S. N. Zhu, and X. Zhang, Nano Lett. 11, 4357 (2011).
[CrossRef]

Nat. Commun. (1)

P. Genevet, J. Lin, M. A. Kats, and F. Capasso, Nat. Commun. 3, 1278 (2012).
[CrossRef]

Nature (2)

S. I. Bozhevolnyi, V. S. Volkov, E. Devaux, J. Y. Laluet, and T. W. Ebbesen, Nature 440, 508 (2006).
[CrossRef]

L. B. William, D. Alain, and T. W. Ebbesen, Nature 424, 824 (2003).
[CrossRef]

Opt. Express (3)

Phys. Rev. Lett. (5)

S. I. Bozhevolnyi, V. S. Volkov, E. Devaux, and T. W. Ebbesen, Phys. Rev. Lett. 95, 046802 (2005).
[CrossRef]

J. Lin, J. Dellinger, P. Genevet, B. Cluzel, F. de Fornel, and F. Capasso, Phys. Rev. Lett. 109, 093904 (2012).
[CrossRef]

I. Dolev, I. Epstein, and A. Arie, Phys. Rev. Lett. 109, 203903 (2012).
[CrossRef]

L. Li, T. Li, S. M. Wang, C. Zhang, and S. N. Zhu, Phys. Rev. Lett. 107, 126804 (2011).
[CrossRef]

L. Li, T. Li, S. M. Wang, and S. N. Zhu, Phys. Rev. Lett. 110, 046807 (2013).
[CrossRef]

Physik (1)

A. Otto, Physik 216, 398 (1968).
[CrossRef]

Proc. IEEE Antennas Propagation Society Int. Symp. (1)

D. F. Sievenpiper, J. Colburn, B. Fong, J. Ottusch, and J. Visher, Proc. IEEE Antennas Propagation Society Int. Symp. 1B, 256 (2005).

Science (1)

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

Other (2)

S. I. Bozhevolnyi, Plasmonic Nanoguides and Circuits (Pan Stanford, 2008).

H. Raether, Surface Plasmons on Smooth and Rough Surfaces and on Gratings (Springer-Verlag, 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 (4)

Fig. 1.
Fig. 1.

Schematic of SWH for (a) the writing process with the metal surface in the xy plane and (b) the reading process.

Fig. 2.
Fig. 2.

Designing groove patterns to focus aside a SPP Gaussian beam to a single point on a gold surface. (a) Field pattern of the reference wave. (b) Field pattern of the object wave. (c) Interference field pattern showing interfering fringes between the reference and object waves. (d) Groove pattern of the generated plasmonic hologram, where the blue curves represent the grooves etched into the gold surface.

Fig. 3.
Fig. 3.

Simulated field intensity distributions of focusing a SPP Gaussian beam to a single point within (a) xy plane, encompassing the groove and focusing regions, (b) yz plane with x=8μm, and (c) xy plane of the focusing region. (d) The spectra of coupling efficiency for different groove depths. (e) Field pattern analytically calculated by Eq. (8) for panel (c).

Fig. 4.
Fig. 4.

Focusing SPPs radiating from a point source to the other point on the metal surface. (a) Intensity distributions for the object wave interfering with the reference wave. (b) Corresponding groove pattern. (c) Calculated intensity distribution on the metal surface, (d) in the focusing region, and (e) on the focal plane with y=4μm.

Equations (8)

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

2ESP(x,y)+kSP2ESP(x,y)=0,
I=(UO+UW)×(UO+UW)*=AO2+AW2+UOUW*+UO*UW.
F(x,y)=αmδ(ψOψW=2mπ),
kSP|rr0|+kSPy=2mπ.
(xx0)2+2(cmy0)y+(y02cm2)=0.
S(x,y)=UR(x,y)F(x,y)=lmUR(x,y)Fm(x,y).
U(x,y)=CS(x,y)ARexp(ikSP|rr|)|rr|dxdy,
U(x,y)=CαAWexp(ikSPy)exp[ikSP(xx)2+(yy)2](xx)2+(yy)24dxdy.

Metrics