Titelaufnahme
Titelaufnahme
- TitelSpatial and temporal light shaping with metasurfaces / René Geromel ; Erstgutachter: Prof. Dr. Thomas Zentgraf, Zweitgutachter: Prof. Dr. Cedrik Meier
- Autor
- Gutachter
- Erschienen
- Umfang1 Online-Ressource (X, 119 Seiten) : Diagramme
- HochschulschriftUniversität Paderborn, Dissertation, 2026
- AnmerkungTag der Verteidigung: 12.08.2026
- Verteidigung2026-08-12
- SpracheEnglisch
- DokumenttypDissertation
- Schlagwörter (GND)
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- IIIF
Klassifikation
Zusammenfassung
Diese Arbeit beschäftigt sich mit Metaoberflächen in drei unterschiedlichen Anwendungen.Kapitel 3 befasst sich mit der zeitlichen Formung von Lichtpulsen. Durch drei sukzessive Metaoberflächeninteraktionen auf einem einzigen Glassubstrat, ermöglicht durch reflektive Oberflächen, wird ein miniaturisierter 4f Pulsformer realisiert. Nach Erzeugung von Winkeldispersion werden durch wellenlängenabhängige Phaseninformation unterschiedliche Dispersionen in Laserpulsen erzeugt. Diese Dispersion wird experimentell durch Second Harmonic Generation Frequency Resolved Optical Gating Messungen (SHG FROG) charakterisiert.In Kapitel 4 wird unter Verwendung der nichtlinearen geometrischen Phase der Zusammenhang zwischen der Rotationssymmetrie von Nanostrukturen zur umliegenden Gittersymmetrie untersucht. Ein Modell zur Beschreibung der erlaubten Phasenterme wird vorgestellt und experimentell durch verschieden rotationssymmetrische Metaatome, die auf einem Silberspiegel platziert sind, in quadratischer und hexagonaler Gitteranordnung verifiziert.Zuletzt befasst sich Kapitel 5 mit nicht-reziproken Metaoberflächen zur Erzeugung von richtungsabhängigen Hologrammen. Durch ein plasmonisches Dreilagensystem mit intermediärer Polarisatonsfilterung werden drei Kombinationen aus einfallender und detektierter Polarisation verwendet, um Hologramme zu erzeugen. Die dafür benötigte Polarisationskombination unterscheidet sich hierbei, wenn das Dreilagensystem in Vor- oder Rückwärtsrichtung beleuchtet wird.
Abstract
This work looks into metasurfaces with three distinct applications.Chapter 3 covers temporal shaping of laser pulses. By facilitating three successive metasurface interactions on a single glass substrate by means of reflective surfaces, a miniature 4f pulse shaper is realized. After introducing angular dispersion, different dispersions are applied to incident laser pulses by encoding of wavelength dependent phase information on the second metasurface interaction. The dispersion properties of the laser pulse are experimentally characterized via Second Harmonic Generation Frequency Resolved Optical Gating measurements (SHG FROG). In chapter 4, the relation between the rotational symmetry of nano-particles to the surrounding lattice symmetry by use of the nonlinear geometrical phase is explored. A model to describe the allowed phase terms is introduced and experimentally verified by various rotationally symmetry metaatoms placed on a silver mirror in square or hexagonal lattice configuration. Lastly, chapter 5 covers non-reciprocal metasurfaces for direction dependent hologram generation. By realization of a plasmonic three layer system with intermediate polarization filtering, three different holograms are generated by different input-output combinations of linear polarizations. Depending on the direction of incidence, the required combination of linear polarizations to retrieve a specific hologram changes.
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