Light-tunable Fano resonance in metal-dielectric multilayer structures.
Light-tunable Fano resonance in metal-dielectric multilayer structures.
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DOI：
10.1038/srep33144
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发表时间：
2016-09-14
影响因子：
4.6
通讯作者：
Sekkat Z
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Hayashi S;Nesterenko DV;Rahmouni A;Ishitobi H;Inouye Y;Kawata S;Sekkat Z
在各种等离子体纳米结构和超材料中实现的高Q光学Fano共振对于发展新型的高性能光子器件，如光学传感器和开关具有很大的应用前景。发展中的关键问题之一是建立有效地利用外部扰动来调制Fano共振的方法。已经演示了在机械应力和电场作用下Fano共振的动态调谐。这里，我们演示了另一种调谐方式，即Fano共振的光调谐。我们使用了一种简单的金属-介质多层结构，这种结构表现出尖锐的Fano共振，源于表面等离子体激元模式和平面波导模式之间的耦合。利用掺杂偶氮染料分子的介质光波导，我们成功地通过光调制波导模的传播常数改变了Fano共振。本工作证明了Fano共振光调谐的可行性，并为Fano共振的潜在应用开辟了一条新的途径。
High-Q optical Fano resonances realized in a variety of plasmonic nanostructures and metamaterials are very much promising for the development of new potent photonic devices, such as optical sensors and switches. One of the key issues in the development is to establish ways to effectively modulate the Fano resonance by external perturbations. Dynamic tuning of the Fano resonance applying the mechanical stress and electric fields has already been demonstrated. Here, we demonstrate another way of tuning, i.e., photo-tuning of the Fano resonance. We use a simple metal-dielectric multilayer structure that exhibits a sharp Fano resonance originating from coupling between a surface plasmon polariton mode and a planar waveguide mode. Using a dielectric waveguide doped with azo dye molecules that undergo photoisomerization, we succeeded in shifting the Fano resonance thorough photo-modulation of the propagation constant of the waveguide mode. The present work demonstrates the feasibility of photo-tuning of the Fano resonance and opens a new avenue towards potential applications of the Fano resonance.
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