作为光学近场图案化超表面的平面非周期阵列

Plasmonic metasurfaces 催生了平面光学领域，该领域利用纳米结构的平面金属或介质表面来替代笨重的光学元件，并增强传统远场光学的能力。此外，平面光学的潜力远超远场调制，还可被开发用于近场本身的功能。在此，我们设计了基于 plasmonic Au nanostructure 非周期阵列的 metasurface，以在可见光和近红外光谱范围内定制光学近场。该阵列的基本单元是一个菱形，通过调节其大小、方向和位置来实现微米级 metasurface 结构的所需功能。利用双光子荧光作为探测 metasurface 平面内近场分布的工具，我们展示了将光塑造成不同近场强度图案，以及通过远场照明实现主动图案控制。有限元方法模拟表明，近场调制是通过菱形的 plasmonic resonance 与单元间纳米间隙中的场增强相结合来实现的。这种方法使得光学元件能够通过入射远场光的波长和偏振来切换 metasurface 上的近场分布，并为集成器件中的光物质相互作用提供了途径。