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Inverse photonic design of functional elements that focus Bloch surface waves

Light(Science & Applications) 2018年第1期7卷 62-70页

作者： yannick augenstein Andreas Vetter Babak Vosoughi Lahijani Hans Peter Herzig Carsten Rockstuhl Myun-Sik Kim Institute of Theoretical Solid State Physics Karlsruhe Institute of Technology76131 KarlsruheGermany Institute of Nanotechnology Karlsruhe Institute of Technology76344 Eggenstein-LeopoldshafenGermany SUSS MicroOptics SA Rogues-Terres 61Hauterive 2068Switzerland Optics&Photonics Technology Laboratory Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne(EPFL)NeuchâtelSwitzerland

Bloch surface waves(BSWs)are sustained at the interface of a suitably designed one-dimensional(1D)dielectric photonic crystal and an ambient *** elements that control the propagation of BSWs are defined by a spatially structured device layer on top of the 1D photonic crystal that locally changes the effective index of the *** example of such an element is a focusing device that squeezes an incident BSW into a tiny ***,the ability to focus BSWs is limited since the index contrast achievable with the device layer is usually only on the order ofΔn≈0.1 for practical *** elements,e.g.,discs or triangles,which rely on a photonic nanojet to focus BSWs,operate insufficiently at such a low index *** solve this problem,we utilize an inverse photonic design strategy to attain functional elements that focus BSWs efficiently into spatial domains slightly smaller than half the *** examples of such functional elements are *** ability to focus BSWs is experimentally verified by measuring the field distributions with a scanning near-field optical *** focusing elements are promising ingredients for a future generation of integrated photonic devices that rely on BSWs,e.g.,to carry information,or lab-on-chip devices for specific sensing applications.

关键词： elements functional Bloch

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