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有读书笔记Extraordinary light transmission through opaque thin metal film with subwavelength holes blocked by metal disks

唐唐 添加于 2011-11-30 04:46 | 2180 次阅读 | 0 个评论

  •  作 者

    Li W-D, Hu J, Chou SY

  •  摘 要

    We observed that when subwavelength-sized holes in an optically opaque metal film are completely covered by opaque metal disks larger than the holes, the light transmission through the holes is not reduced, but rather enhanced. Particularly we report (i) the observation of light transmission through the holes blocked by the metal disks up to 70% larger than the unblocked holes; (ii) the observation of tuning the light transmission by varying the coupling strength between the blocking disks and the hole array, or by changing the size of the disks and holes; (iii) the observation and simulation that the metal disk blocker can improve light coupling from free space to a subwavelength hole; and (iv) the simulation that shows the light transmission through subwavelength holes can be enhanced, even though the gap between the disk and the metal film is partially connected with a metal. We believe these finding should have broad and significant impacts and applications to optical systems in many fields.

  •  详细资料

    • 文献种类: Journal Article
    • 期刊名称: Optics Express
    • 期刊缩写: Opt. Express
    • 期卷页: 2011年  第19卷 第21期 21098页
    • ISBN: 1094-4087

  • 学科领域 工程技术 » 材料科学

  •  所属群组

    工程学综合  

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    遮挡纳米金属膜上小孔能增加光透性
    堵住金属板上的小孔能阻挡光线从中通过，但到了纳米尺度，这一常识就不再管用。据美国物理 学家组织网近日报道，美国普林斯顿大学工程师们实验发现，如果用盖子遮住纳米金属膜上的小孔，不仅挡不住光线，反而会增加透射光的数量，这一发现在光学仪 器、超灵敏探测研究领域有着广阔的应用前景。相关论文发表在最近出版的《光学快讯》（Optics Express）杂志上。
     
    该研究由普林斯顿大学机电工程教授斯蒂芬·周领导。在一项实验中，他和同事用了一种40纳 米厚的金薄膜，上面布有直径60纳米、间距200纳米的微孔阵列。每个微孔都用小金盘盖住，小金盘比微孔要大40%，只在金属膜表面和盘之间有极微缝隙。 他们先从薄膜下面照射激光，检查上面透过的光线，发现透过的光比没有盖子时要多70%。再从上面照射而在下面检测，结果同样。
     
    “我们还以为小金盘能挡住所有的光，没想到会有更多光线通过。”周解释说，“小金盘好像变 成了一种能捕获并辐射电磁波的‘天线’，它捕获了小孔一边的光，从另一边辐射出来。光波通过金属表面，经过盖子后大大增加。当激光遇到分子会产生微弱的信 号，而用有微孔阵列的金属薄膜和金属盘，会使微弱的信号增强，在识别物质时更加敏感。”
     
    周还指出，这一结果可能带来巨大的影响和应用价值。首先是遮光方面，在非常灵敏的光学仪器 如显微镜、望远镜、分光仪及其他探测器中，如果想用在玻璃上涂金属膜的方法来遮光，结果可能适得其反。研究人员若想堵住所有的光线传播，需要重新思考他们 所用的技术。比如在光刻印刷中，光会在玻璃板的金属膜上刻下细微花纹形成模板，引导光线通过某些位置而挡住其他地方，但由于这种封孔透光效应，工程师们要 再检查一下模具是否达到预期的遮光效果。
     
    其次，这种新技术能增加光透性。比如在近红外显微镜中，让光线通过直径仅有十亿分之几米的微孔，会增加透过光的数量，也就增加了观察目标的信息量，研究人员就能看到更多精微的细节。（来源：科技日报 常丽君）
     
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