Herstellung und Charakterisierung von Metalldraht-Arrays in optischen Fasern

Wir untersuchen die optischen Eigenschaften von metallischen Drähten mit einem Durchmesser von einigen hundert Nanometern in Quarzglas-Fasern. Die Herstellungsmethode basiert auf einem Druckverfahren welches das Metall (z.B. Gold oder Silber) bei hohen Temperaturen in seiner flüssigen Phase in die Löcher mikrostrukturierter Fasern presst. Die erzeugten Metalldrähte erlauben die Ausbreitung von zylindrischen Oberflächenplasmonen, deren Eigenschaften stark von denen planarer Oberflächenplasmon variieren können. Durch das Befüllen einer Faser, welche eine regelmäßige Lochstruktur aufweist, ist es möglich ein Array von Metalldrähten innerhalb einer Faser zu erzeugen. Wir zeigen mittels einer Finite-Elemente-Methode, dass diese Struktur photonische Bänder mit plasmonischen Supermoden ausbildet. Weiterhin präsentieren wir die Ergebnisse eines von uns entwickelten semi-analytischen Näherungsverfahrens zur einfachen Abschätzung der photonischen Bänder und vergleichen diese mit den Finite-Elemente Simulationen.