Konzepte für invertierte, achromatische plasmonische Linsen für nanooptische Systeme im sichtbaren und nahinfraroten Bereich

Plasmonische Linsen sind Nanostrukturen, die die Anregung von Oberflächenplasmonpolaritonen zur Fokussierung von Licht nutzen. Vorteile gegenüber herkömmlichen Linsen sind sowohl die flache Bauweise als auch die Möglichkeit, Linsen mit besonders kurzen Brennweiten und kleinen Brennpunkten zu realisieren. Dies eröffnet Möglichkeiten zur Verkleinerung und Verbesserung nanooptischer Messsysteme, zum Beispiel in der Ellipsometrie. Wir haben zwei- wie auch dreidimensionale plasmonische Linsen mit einem neuen, invertierten Design entwickelt, welches den Fabrikationsprozess vereinfacht und zukünftige, industrielle Anwendungen begünstigt. Bei diesen Linsen, die aus metallbeschichteten dielektrischen Stegen gefertigt werden, lässt sich, wie auch bei klassischen plasmonischen Linsen, ein dispersives Verhalten beobachten, wodurch die Brennweite der Linsen mit der Wellenlänge leicht variiert. Um dies auszugleichen, untersuchen wir verschiedene Ansätze zur Realisierung von dreidimensionalen achromatischen plasmonischen Linsen im sichtbaren und nahinfraroten Spektralbereich. Dazu nutzen wir unter anderem numerische Simulationen auf Basis der Finite-Elemente-Methode.