Refractive Optics Based on Metallic Nano-optic Lenses

基于金属纳米光学透镜的折射光学

基本信息

  • 批准号:
    0424210
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 20.5万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2004
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2004-09-01 至 2007-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

0424210KIMThe goal of the proposed research is to develop a new class of optics and devices based on metallic nanoaperture array structures that performs beam-shaping functions in a fashion distinctly different from the conventional optics. The proposed devices are designed to allow refractive transmission of light through metallic nanoapertures involving plasmonic interactions. An incident beam couples into a surface plasmon mode and propagates along a nanoslit formed in metal. At the exit surface, the surface plasmon wave decouples into radiation modes. In the proposed structures, the phase retardation of optical waves emanating from nanoaperture elements is controlled by metal thickness and/or refractive index in the aperture regions. The PI's preliminary study based on finite-difference time-domain (FDTD) simulation demonstrates a beam shaping (focusing and collimation) capability of a convex-shaped metallic nanoslit array lens. He proposes proof-of-concept experiments and plan to develop the metal-based refractive optics into an enabling technology for a new class of beam-shaping devices. The scope of the proposed research covers design, fabrication, and characterization of nano-optic structures and study of the plasmonic phenomena occurring in the metallic structures.Broader Impacts: This study is expected to lead to the development of a new class of optical device technologies that will make major contributions to various fields, such as imaging, lithography, patterning, spectroscopy, communication, information technology, and health care. This research will provide an educational paradigm for training the future scientists and engineers for the emerging field of nanophotonics and plasmonics. The research team will be proactive in recruiting students from under-represented groups to the program. The present proposal includes support for two undergraduate students each year.
0424210KIM 拟议研究的目标是开发一种基于金属纳米孔径阵列结构的新型光学器件和器件,其以与传统光学器件明显不同的方式执行光束整形功能。 所提出的装置被设计成允许光通过涉及等离子体相互作用的金属纳米孔径折射传输。 入射光束耦合成表面等离子体模式并沿着金属中形成的纳米缝传播。 在出射表面,表面等离子体波解耦成辐射模式。 在所提出的结构中,从纳米孔径元件发出的光波的相位延迟由孔径区域中的金属厚度和/或折射率控制。 PI 基于时域有限差分 (FDTD) 模拟的初步研究展示了凸形金属纳米狭缝阵列透镜的光束整形(聚焦和准直)能力。 他提出了概念验证实验,并计划将金属基折射光学器件开发为新型光束整形设备的支持技术。 拟议研究的范围涵盖纳米光学结构的设计、制造和表征,以及金属结构中发生的等离子体现象的研究。 更广泛的影响:这项研究预计将导致新型光学器件技术的发展,这些技术将为成像、光刻、图案化、光谱学、通信、信息技术和医疗保健等各个领域做出重大贡献。 这项研究将为培训纳米光子学和等离子体学新兴领域的未来科学家和工程师提供教育范例。研究团队将积极招募代表性不足群体的学生加入该项目。目前的提案包括每年为两名本科生提供支持。

项目成果

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    $ 20.5万
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