Régimen cuasirresonante de plasmones de superficie para una amplia responsividad angular de la difracción plasmónica

Área de la Ciencia:

• Plasmónica
• Optoelectrónica
• Óptica de Difracción

Sus antecedentes:

• La resonancia de plasmones de superficie (SPR) normalmente requiere ángulos de incidencia específicos.
• Mejorar la absorción de luz en dispositivos optoelectrónicos compactos es crucial para el rendimiento.

Objetivo del estudio:

• Proponer e investigar la difracción plasmónica bajo un régimen de plasmones de superficie cuasirresonantes (quasi-SPR).
• Lograr una responsividad de amplio ángulo de incidencia para mejorar la absorción de luz.

Principales métodos:

• Simulaciones numéricas de rejillas metálicas bajo condiciones de quasi-SPR.
• Ajuste del período de la rejilla para la anomalía de Rayleigh y optimización de las dimensiones para la eficiencia de difracción.
• Integración con sensores de imagen de silicio retroiluminados.

Principales resultados:

• El quasi-SPR permite una difracción eficiente y de gran ángulo en un amplio rango de incidencias oblicuas.
• La absorción en el infrarrojo cercano en silicio superó el 40% para ángulos de incidencia de hasta ±18°.
• Se logró un perfil de absorción angular amplio en un dispositivo de 3,3 μm de espesor.

Conclusiones:

• La difracción plasmónica bajo quasi-SPR ofrece un enfoque versátil para mejorar la interacción luz-materia.
• El método propuesto es adecuado para dispositivos optoelectrónicos compactos que requieren una amplia aceptación angular.
• Se demostró una mejora significativa de la absorción en sensores de imagen de silicio.