Izvestiya of Saratov University.

Physics

ISSN 1817-3020 (Print)
ISSN 2542-193X (Online)

For citation:

Nazvanov V. F. Surface Electromagnetic Waves in the of Optical Range (Surface Plasmon Polaritons – SPPs): Their Properties and Applications. Izvestiya of Saratov University. Physics , 2015, vol. 15, iss. 1, pp. 5-14. DOI: 10.18500/1817-3020-2015-15-1-5-14

This is an open access article distributed under the terms of Creative Commons Attribution 4.0 International License (CC-BY 4.0).
Published online: 
06.03.2015
Full text:
download
(downloads: 1359)
Language: 
Russian
Heading: 
Physics
Article type: 
Article
UDC: 
539.21; 621.3
DOI: 
10.18500/1817-3020-2015-15-1-5-14

Surface Electromagnetic Waves in the of Optical Range (Surface Plasmon Polaritons – SPPs): Their Properties and Applications

Autors: 
Nazvanov Vasily Fedorovich, Saratov State University
Abstract: 

Surface plasmon polaritons (SPPs) are electromagnetic excitations, in wich electromagnetic field in dielectric is coupled to collective electron oscillation in metal, and propagate along and is tightly bound to metal/dielectric interfaces. First, we present an overview of SPPs in the optical range and their applications in optoelectronics and sensorics. We further present the main research results achived by the author in this area.

Key words: 
surface electromagnetic waves
surface plasmon polaritons (SPPs)
properties
peculiarities
excitement methods
application in optoelectronics and sensorics
Reference: 
  1. Поверхностные поляритоны. Электромагнитные волны на поверхностях и границах раздела сред / под ред. В. М. Аграновича, Д. Л. Миллса. М. : Наука, 1985. 525 с.
  2. Bonch-Bruevich A. M., Libenson M. N., Makin V. S., Trubaev V. V. Surface electromagnetic waves in optics // Optical Engineering. 1992. Vol. 31, № 4. P. 718–730.
  3. Либенсон М. Н. Поверхностные электромагнитные волны оптического диапазона // Соросовский образоват. журн. 1996. № 10. С. 93–98.
  4. Либенсон М. Н. Поверхностные электромагнитные волны в оптике // Соросовский образоват. журн. 1996. № 11. С. 103–110.
  5. Климов В. В. Наноплазмоника. М. : ФИЗМАТЛИТ, 2009. 480 с.
  6. Plumereau Christine, Bouchoux Anne-Marie, Cachard Alain. Electrooptic light modulator using long-range surface plasmons // Proc. SPIE. 1987. Vol. 800. Novel Optoelectronic Devices. P. 79–83.
  7. Matsubara K., Kawata S., Minami S. Multilayer system for a high-precision plasmon resonance sensor // Optics Lett. 1990. Vol. 15, № 1. P. 754–777.
  8. Kajenski P. J. Tunable optical filter using long-range surface plasmons // Opt. Eng. 1997. Vol. 36, № 5. P. 1537–1541.
  9. Пономаренко В. П., Филачев А. М. Новые направления инфракрасной фотоэлектроники // Успехи современной радиоэлектроники. 2010. № 5. С. 44–53.
  10. Yetman E. M., Caldwell M. E. Spatial light modulation using surface plasmon resonance // Appl. Phys. Lett. 1989. Vol. 55, № 7. P. 613–615.
  11. Caldwell M. E., Yeatman E. M. Performance characteristics of surface plasmon liquid crystal light valve // Electron. Lett. 1991. Vol. 27, № 16. P. 1471–1472.
  12. Caldwell M. E., Yeatman E. M. Surface-plasmon spatial light modulators based on liquid crystal // Appl. Opt. 1992. Vol. 31, № 20. P. 3880–3891.
  13. Названов В. Ф., Афонин О. А. Фазовая модуляция оптического излучения в структурах с поверхностными плазмонами // Письма в ЖТФ. 1994. Т. 20, № 7. С. 26–31.
  14. Названов В. Ф., Коваленко Д. И. О поведении амплитуды и фазы отраженного излучения в многослойных структурах с поверхностными плазмонами // Письма в ЖТФ. 1995. Т. 21, вып. 14. С. 60–63.
  15. Названов В. Ф., Коваленко Д. И. О разрешающей способности оптически адресуемых жидкокристаллических пространственных модуляторов света // Письма в ЖТФ. 1998. Т. 24, № 13. С. 48–53.
  16. Названов В. Ф., Афонин О. А., Гребенников А. И. Характеристики жидкокристаллических модуляторов света на поверхностных плазмонах в режиме фазовой модуляции // Квантовая электроника. 1995. Т. 22, № 10. С. 1063–1064.
  17. Коваленко Д. И. Исследование отражения поляризованного излучения от слоистых структур в условиях возбуждения поверхностных плазмонов : автореф. дис. … канд. физ.-мат. наук. Саратов, 1997. 18 с.
  18. Названов В. Ф., Коваленко Д. И. Поведение интенсивности и фазы отраженного излучения в структуре на основе двуокиси ванадия с поверхностными плазмонами // Письма в ЖТФ. 1997. Т. 23, № 13. С. 32–36.
  19. Названов В. Ф., Коваленко Д. И. Температурная зависимость интенсивности и фазы отраженного света в жидкокристаллической структуре с поверхностными плазмонами // Письма в ЖТФ. 1997. Т. 23, вып. 17. С. 11–15.
  20. Названов В. Ф., Коваленко Д. И. Фазовая оптическая бистабильность в структурах с поверхностными плазмонами // Письма в ЖТФ. 1998. Т. 24, № 16. С. 60–65.
  21. Кочергин В. Е., Белоглазов А. А., Валейко М. В., Никитин П. И. Фазовые свойства поверхностно-плазмонного резонанса с точки зрения сенсорных применений // Квантовая электроника. 1998. Т. 254, № 5. С. 457–461.
  22. Кочергин В. Е., Валейко М. В., Белоглазов А. А., Ксененвич Т. И., Никитин П. И. Визуализация угловой зависимости фазы отраженного излучения в условиях поверхностно-плазмонного резонанса и ее сенсорные применения // Квантовая электроника. 1998. Т. 215, № 9. С. 857–861.
  23. Биосенсоры : основы и приложения : пер. с англ. / под ред. Э. Тернера, И. Карубе, Дж. Уилсона. М. : Мир, 1992. 614 с.
  24. Эггинс Б. Химические и биологические сенсоры. М. : Техносфера, 2005. 336 с.
  25. van Gent Jos, Lambeck P. V., Kreuwel H. M. J., Gerritsma G. J., Sudholter E. J. R., Reinhoudt D. N., Popma Th. J. A. Optimization of a chemooptical surface plasmon resonance based sensor // Appl. Opt. 1990. Vol. 29, № 19. P. 2843–2849.
  26. Fontana E., Pantell R. H., Strober S. Surface plasmon immunoassay // Appl. Opt. 1990. Vol. 29, № 31. P. 4664–4704.
  27. de Breuijn Helene E., Altenburg Bert S. F., Kooy-man Rob P. H., Greve J. Determination of thickness and dielectric constant of thin transparent dielectric layers using surface plasmon resonance // Opt. Commun. 1991. Vol. 82, № 5, 6. P. 425–432.
  28. de Breuijn Helene E., Kooyman Rob P. H., Greve J. Choice of metal and wavelength for surface-plasmon resonance sensors : some considerations // Appl. Opt. 1992. Vol. 31, № 4. P. 440–442.
  29. Никитин А. К., Тищенко А. А., Черняй А. И. Датчики физических величин на основе планарных волноведущих структур оптического диапазона // Зарубежная электроника. 1990. № 10. С. 14–30.
  30. Никитин П. И. Усовершенствованные методы поверхностно-плазмонного резонанса и биологические и химические сенсорные системы на их основе // Сенсорные системы. 1998. Т. 12, № 3. С. 69–87.
  31. Никитин А. К. Плазмонная оптометрия : автореф. дис. … д-ра техн. наук / Науч.-технол. центр уникального приборостроения ; Рос. Академия наук. М., 2002. 28 с.
  32. Войтович И. Д., Корсунский В. М. Интеллектуальные сенсоры : учеб. пособие. М. : Интернет-Университет информационных технологий ; БИНОМ. Лаборатория знаний, 2011. 623 с.
  33. Leung A., Shankar P. M., Mutharasan R. A review of fiber-optic biosensors // Sensors and Aсtuators : Chemical. 2007. Vol. 125, iss. 2. P. 688–703.
  34. Сычев П. Г., Названов В. Ф. Спектры отражения структур металл-диэлектрик (J-агрегат) на поверхностных плазмонах (компьютерное моделирование) // Взаимодействие сверхвысокочастотного, терагерцового и оптического излучения с полупроводниковыми микро- и наноструктурами, метаматериалами и биообъектами : материалы Всерос. науч. школы-семинара / под ред. Д. А. Усанова. Саратов :  Сарат. источник, 2014. С.111–113.
  35. Сычев П. Г., Названов В. Ф. Особенности спектров отражения структур металл –J- агрегат с поверхностными плазмонами (компьютерное моделирование) // Проблемы оптической физики и биофотоники. SFM-2014 : материалы Междунар. симпозиума Saratov Fall Meeting 2014 «Оптика и биофотоника-II» / под ред. Г. В. Симоненко, В. В. Тучина. Саратов : Новый ветер, 2014. С. 61–64.
Received: 
16.10.2014
Accepted: 
10.02.2015
Published: 
06.03.2015
  • 2641 reads