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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/4162| Estudio de la excitación de plasmones polaritones de superficie mediante haces vectoriales Study of surface plasmon polaritons excitation using vector beams | |
| ALDO PEÑA RAMIREZ | |
| VICTOR RUIZ CORTES | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| plasmones polaritones de superficie, campos ópticos vectoriales, modulador espacial de luz surface plasmons polaritons, vectorial beams, spatial light modulator | |
| Se presenta un estudio experimental sobre la excitación dinámica y selectiva de plasmones polaritones de superficie (PPS) en una interfaz metal dieléctrica cuando se utilizan nanoestructuras sencillas fabricadas sobre la superficie metálica. Las estructuras diseñadas y fabricadas corresponden a rejillas de difracción con dos geometrías, una circular y una lineal, las cuales permiten acoplar el campo óptico incidente a PPS. El estudio de la excitación de PPS utilizando campos ópticos con polarización homogénea es vasto, por lo que en este trabajo se presentan campos ópticos con distribuciones de polarización no homogénea generados por medio de un modulador espacial de luz (SLM). Esto permite controlar las regiones sobre las rejillas de difracción que excitan PPS; es decir, se controla de manera local la región de generación de PPS utilizando las propiedades del campo óptico sin modificar la geometría de las rejillas de difracción. El análisis de la excitación de PPS se lleva a cabo utilizando la técnica conocida como microscopía por radiación fugada, la cual se implementó en un microscopio óptico invertido. Esta técnica permite observar en tiempo real la radiación correspondiente a los PPS excitados en la superficie metálica tanto en el plano directo como en el plano de Fourier. El plano directo se observa utilizando el sistema formador de imágenes propio del microscopio óptico invertido mientras que la observación del plano de Fourier se logra al modificar un puerto de salida del microscopio. Se diseñaron diferentes campos ópticos con distribuciones de polarización lineal no homogénea para controlar la región de excitación de los PPS cuando se ilumina la rejilla de difracción lineal, los resultados obtenidos indican que se logra la excitación de PPS de manera local y controlada. Para este caso se analizaron las longitudes de propagación de los PPS tanto en el plano directo como en el plano de Fourier obteniéndose longitudes de propagación similares. La iluminación de la rejilla de difracción circular se realizó utilizando campos ópticos con diferentes distribuciones de polarización radial y azimutal. Los resultados obtenidos del plano directo y plano de Fourier indican que también es posible controlar de manera local la excitación de PPS. Una de las ventajas que se tiene al usar SLM es que permite programar diferentes patrones de distribución de polarización por lo que se pueden generar campos ópticos An experimental study is presented on the excitation of surface plasmon polaritons (SPPs) at a metaldielectric interface when using simple-to-fabricate nanostructures on the metal surface. The designed and fabricated structures are diffraction gratings with two geometries: circular and linear, which allow for the coupling of the incident optical field to SPPs. The study of SPP excitation using optical fields with homogeneous polarization is extensive, so this work presents optical fields with different nonhomogeneous polarization distributions generated by a spatial light modulator (SLM). This enables control over the regions on the diffraction gratings that excite SPPs; that is, it allows for local control of the SPP generation region using the optical field properties without modifying the diffraction grating geometries. The analysis of SPP excitation is carried out using a technique known as leakage radiation microscopy, which is implemented in an inverted optical microscope. This technique allows for real-time observation of the radiation corresponding to the SPPs excited on the metal surface both in the direct plane and in the Fourier plane. The direct plane is observed using the imaging system of the inverted optical microscope, while observation of the Fourier plane is achieved by modifying an output port of the microscope. Various optical fields with non-homogeneous linear polarization distributions were designed to control the SPP excitation region when illuminating the linear diffraction grating, and the results indicate that localized and controlled SPP excitation is achieved. In this case, the propagation lengths of SPPs in both the direct plane and the Fourier plane were analyzed, obtaining similar propagation lengths. Illumination of the circular diffraction grating was performed using optical fields with different radial and azimuthal polarization distributions. The results obtained from both the direct plane and the Fourier plane indicate that local control of SPP excitation is also possible. One of the advantages of using an SLM is that it allows for the programming of different polarization distribution patterns, enabling the generation of incident optical fields with dynamic polarization on the gratings. The wavelength of the optical field used is 780 nm, and the metal used for the fabrication of the metallic film and the diffraction gratings is gold, all deposited on a dielectric substrate (glass coverslip). | |
| CICESE | |
| 2024 | |
| Tesis de doctorado | |
| Español | |
| Peña Ramírez, A. 2024. Estudio de la excitación de plasmones polaritones de superficie mediante haces vectoriales. Tesis de Doctorado en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 98 pp. | |
| OPTICA FÍSICA | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Óptica |
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| Fichero | Descripción | Tamaño | Formato | |
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| tesis_Aldo Peña Ramírez_25 sep 2024.pdf | Descripción completa de la tesis | 15.93 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |