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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/466| Lentes de nano-rendijas Nanoslits lenses | |
| Ricardo Téllez Limón | |
| EUGENIO RAFAEL MENDEZ MENDEZ Claudio Ismael Valencia Yaves | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| Plasmónica,Esparcimiento de luz,Propagación de ondas electromagnéticas,Guía de ondas plasmónicas | |
| Se presenta un trabajo teórico y numérico sobre el diseño de un tipo novedoso de lentes compactas que pueden enfocar luz a distancias muy cortas. Estas lentes consisten de arreglos de guías de onda plasmónicas de dimensiones nanométricas, producidas por la perforación de películas metálicas delgadas. Para establecer las bases para el diseño, se presenta un análisis de la propagación de luz en gías de onda metálicas. Se muestra que las rendijas metálicas con anchos nanométricos, permiten un modo de propagación con polarización p. Se calcula la constante de propagación de este modo y se muestra que se puede variar ampliamente la fase de la onda transmitida ajustando solamente el ancho de la rendija. Basados en el denominado método de la ecuación integral, que permite calcular de manera rigurosa la intensidad de luz transmitida por las estructuras diseñadas, se generan mapas de intensidad que permiten evaluar los diseños y caracterizar las lentes. Entre otras cosas, se determinan la profundidad de foco, el ancho de la función de punto extendido, la energía encerrada en una abertura y la eficiencia de transmisión de las lentes. Estudiamos las propiedades de las lentes diseñadas utilizando varios metales y tres longitudes de onda, correspondientes a los colores azul, verde y rojo. Encontramos que las lentes pueden enfocar a distancias tan cortas como la longitud de onda, con una función de punto extendido cuyo ancho es menor que la longitud de onda. Entre los resultados también destaca que las lentes diseñadas con plata funcionan mejor que las de oro y cobre y que la eficiencia de transmisión es mayor en el rojo. We present a theoretical and numerical study on the design of a novel type of compact lenses that can focus light at very short distances. These lenses consist of arrays of plasmonic waveguides of nanometric dimensions, produced by piercing thin metal films. To establish the basis for the design, we present an analysis of the propagation of light in metallic slab waveguides. We show that metallic slits with nanometric widths allow a propagation mode in p polarization. We calculate the propagation constant of this mode and show that the phase of the transmitted wave can be tuned over a broad range by adjusting the width of the waveguide, without changing its length. Based on the so-called integral equation method, which allows the rigorous calculation of the intensity of light transmitted by the designed structures, one can generate intensity maps that can be used to evaluate the designs and characterize the lenses. Among other things, we determine the depth of focus, the width of the point spread function, the encircled energy, and the transmission efficiency of the lenses. We study the properties of designed lenses using various metals and three wavelengths, corresponding to the colors blue, green and red. We find that the lenses can focus at distances as short as the wavelength, with a point spread function whose width is smaller than the wavelength. Other noteworthy features are that the lenses using silver as the material perform better than those that employ gold or cooper, and that the transmission efficiency is greater in the red. | |
| CICESE | |
| 2011 | |
| Tesis de maestría | |
| Español | |
| Téllez Limón, R.2011.Lentes de nano-rendijas.Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 96 pp | |
| ÓPTICA | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Óptica |
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| 187541.pdf | Versión completa de la tesis | 10.56 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |