10.6 Generalized Microscopic Model with Surface Plasmon
Polaritons and Quasi-Cylindrical Waves . . . . . . . . . . . . . . . . 393
10.6.1 Cross Conversion from Quasi-Cylindrical Wave
to Surface Plasmon Polariton . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393
10.6.2 Multiple-Scattering Model with Surface Plasmon
Polaritons and Quasi-Cylindrical Waves . . . . . . . . . . 394
10.7 Conclusion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 397
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 398
11 Plasmonic Functionalities Based on Detuned
Electrical Dipoles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 401
Anders Pors, Michael G. Nielsen and Sergey I. Bozhevolnyi
11.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 401
11.2 Detuned Electrical Dipole Metamaterials: Optical
Transparency and Slow Light. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403
11.2.1 The Two-Nanorod System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 405
11.2.2 The Three-Nanorod System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 410
11.2.3 Experimental Study of Detuned
Electrical Dipole Metamaterials . . . . . . . . . . . . . . . . 412
11.3 Applications. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 415
11.3.1 Plasmonic Sensing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 415
11.3.2 Metamaterial Wave Retarders in Reflection . . . . . . . . 421
11.4 Conclusion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 426
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 427
12 Plasmonics with a Twist: Taming Optical Tornadoes
on the Nanoscale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 431
Svetlana V. Boriskina
12.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 431
12.2 Energy Transport and Dissipation in Plasmonic Materials . . . . 436
12.3 How can a Particle Absorb more than the
Light Incident on it? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 437
12.4 Nanoparticle-Generated Optical Tornadoes . . . . . . . . . . . . . . 440
12.5 Molding the River of Light in Vortex Nanogear
Transmissions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 444
12.6 Hydrodynamics of Light Flow in Plasmonic
Nanostructures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 449
12.7 Applications of Plasmonically-Integrated Tornadoes . . . . . . . . 451
12.8 Conclusions and Outlook. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 456
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 457
13 Spinoptics in Plasmonics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 463
Erez Hasman and Vladimir Kleiner
13.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 463
Contents
xiii
Polaritons and Quasi-Cylindrical Waves . . . . . . . . . . . . . . . . 393
10.6.1 Cross Conversion from Quasi-Cylindrical Wave
to Surface Plasmon Polariton . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393
10.6.2 Multiple-Scattering Model with Surface Plasmon
Polaritons and Quasi-Cylindrical Waves . . . . . . . . . . 394
10.7 Conclusion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 397
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 398
11 Plasmonic Functionalities Based on Detuned
Electrical Dipoles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 401
Anders Pors, Michael G. Nielsen and Sergey I. Bozhevolnyi
11.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 401
11.2 Detuned Electrical Dipole Metamaterials: Optical
Transparency and Slow Light. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403
11.2.1 The Two-Nanorod System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 405
11.2.2 The Three-Nanorod System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 410
11.2.3 Experimental Study of Detuned
Electrical Dipole Metamaterials . . . . . . . . . . . . . . . . 412
11.3 Applications. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 415
11.3.1 Plasmonic Sensing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 415
11.3.2 Metamaterial Wave Retarders in Reflection . . . . . . . . 421
11.4 Conclusion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 426
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 427
12 Plasmonics with a Twist: Taming Optical Tornadoes
on the Nanoscale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 431
Svetlana V. Boriskina
12.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 431
12.2 Energy Transport and Dissipation in Plasmonic Materials . . . . 436
12.3 How can a Particle Absorb more than the
Light Incident on it? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 437
12.4 Nanoparticle-Generated Optical Tornadoes . . . . . . . . . . . . . . 440
12.5 Molding the River of Light in Vortex Nanogear
Transmissions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 444
12.6 Hydrodynamics of Light Flow in Plasmonic
Nanostructures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 449
12.7 Applications of Plasmonically-Integrated Tornadoes . . . . . . . . 451
12.8 Conclusions and Outlook. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 456
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 457
13 Spinoptics in Plasmonics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 463
Erez Hasman and Vladimir Kleiner
13.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 463
Contents
xiii