Plasmonische nanostructuren zijn op grote schaal gebruikt voor het verbeteren van licht-materie-interacties vanwege de sterke lokale veldverbetering in diepe subgolflengtevolumes.

Gelokaliseerde oppervlakteplasmonresonanties (LSPR's) en voortplantende oppervlakteplasmonresonanties (SPR) hebben beide last van factoren van lage kwaliteit en beperkte veldverbeteringen, wat resulteert in beperkte prestaties in toepassingen. Door metalen nanodeeltjes in arrays te modelleren, plasmonische oppervlakteroosterresonanties (SLR's) kunnen een lager stralingsverlies hebben, factoren van hogere kwaliteit, en grotere veldverbeteringen over grote volumes.

Een onderzoeksgroep onder leiding van Dr. Li Guangyuan en Dr. Lu Yuanfu van de Shenzhen Institutes of Advanced Technology (SIAT) van de Chinese Academie van Wetenschappen rapporteerde een nieuw type spiegelreflexcamera op basis van metaal-isolator-metaal (MIM) arrays. De krant, getiteld "Smalle plasmonische oppervlakteroosterresonanties met voorkeur boven asymmetrische diëlektrische omgeving, " werd gepubliceerd op 2 september in Optica Express en werd gemarkeerd als een Editor's Pick.

Conventionele spiegelreflexcamera's worden voornamelijk ondersteund door periodieke metalen nanodeeltjes en vereisen een symmetrische diëlektrische omgeving, dat is, het superstraat en het substraat moeten dezelfde brekingsindex hebben. Als de diëlektrische omgeving minder symmetrisch wordt, De prestaties van de spiegelreflex gaan drastisch achteruit. Dit belemmert de praktische toepassingen van spiegelreflexcamera's enorm, vooral in optofluïdische sensoren, waar het moeilijk is om de brekingsindex van het substraat te matchen met water of andere vloeistoffen.

In dit werk, de onderzoekers stelden een nieuwe SLR voor, ondersteund door een periodieke MIM-array en met een hogere kwaliteitsfactor in een minder symmetrische diëlektrische omgeving. Ze toonden aan dat wanneer de diëlektrische omgeving even asymmetrisch was als de lucht/glasomgeving, de voorgestelde SLR had een hoge kwaliteitsfactor van 62 bij normale incidentie en 147 bij schuine incidentie in het zichtbare regime, of meerdere malen de hoogste kwaliteitsfactoren van conventionele spiegelreflexcamera's onder dezelfde omstandigheden.

Ze illustreerden ook dat een opto-microfluïdumdetectieplatform op basis van de voorgestelde SLR onder normale inval (zonder optimalisatie) een gevoeligheid van 316 nm/RIU en een verdienste (FOM) van 25 had. Deze FOM is veel groter dan die van conventionele LSPR, SPR- of SLR-sensoren.

De onderzoekers zijn van mening dat de spiegelreflex die ze hebben voorgesteld, met factoren van hogere kwaliteit in een minder symmetrische omgeving, is aantrekkelijk voor diverse toepassingen, inclusief nanolasers, niet-lineaire optica, ultragevoelige detectie, en modulatoren.