表面等離子體透鏡制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及表面等離子體透鏡領(lǐng)域，特別涉及一種單環(huán)、向心激發(fā)的表面等離子體透鏡的制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前的表面等離子體透鏡大多數(shù)采用在金屬膜上刻蝕制作出的環(huán)形結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)徑向偏振的入射光照射到該環(huán)形結(jié)構(gòu)上時(shí)，能激發(fā)出表面等離子體，激發(fā)出的表面等離子體從環(huán)上各點(diǎn)向環(huán)中心傳播，在該中心同相干涉產(chǎn)生一個(gè)表面等離子體焦點(diǎn)。但實(shí)際上在環(huán)上激發(fā)的表面等離子體既會(huì)向環(huán)中心傳播，也會(huì)向環(huán)外傳播，而向環(huán)外傳播的表面等離子體對(duì)環(huán)中心形成表面等離子焦點(diǎn)沒有貢獻(xiàn)，導(dǎo)致該表面等離子體透鏡效率不高。為了提高效率，現(xiàn)有做法是可以在環(huán)的外側(cè)增加反射表面等離子體的結(jié)構(gòu)，雖然能提高效率，但是同時(shí)也增加的表面等離子體透鏡的復(fù)雜性，制作方法復(fù)雜，并使該器件的體積增大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種表面等離子體透鏡制作方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)為了提高效率而使表面等離子體透鏡的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大的問題，該表面等離子體透鏡結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作方法簡(jiǎn)單，體積小，利于小型集成。
[0004]為解決上述問題，本發(fā)明提出一種表面等離子體透鏡制作方法，包括:
[0005]提供基底；
[0006]在所述基底的上表面形成一定厚度的金屬膜層；
[0007]刻蝕所述金屬膜層的上表面以形成一主環(huán)形槽；
[0008]刻蝕所述主環(huán)形槽的槽底表面以形成一副環(huán)形槽，所述副環(huán)形槽沿所述主環(huán)形槽的周向形成，所述主環(huán)形槽和副環(huán)形槽的環(huán)心連線垂直于所述金屬膜層上表面，所述主環(huán)形槽的外徑大于所述副環(huán)形槽的外徑，所述副環(huán)形槽的底部端面高于所述金屬膜層的下表面。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，還包括:在提供所述基底之前清洗所述基底。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述金屬膜層為金屬銀膜。
[0011 ]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述主環(huán)形槽的內(nèi)徑等于所述副環(huán)形槽的內(nèi)徑。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述主環(huán)形槽和副環(huán)形槽的內(nèi)徑為1345nm。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述主環(huán)形槽的槽寬大于所述副環(huán)形槽的槽寬，所述主環(huán)形槽的槽深大于所述副環(huán)形槽的槽深。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述主環(huán)形槽和副環(huán)形槽的截面槽型呈矩形。
[00?5]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述主環(huán)形槽的槽寬為31 Onm，槽深為11 Onm。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述副環(huán)形槽的槽寬為155nm，槽深為20nmo
[0017]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述金屬膜層的厚度大于300nm，所述副環(huán)形槽的底部端面高于所述金屬膜層的下表面。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述主環(huán)形槽和副環(huán)形槽采用聚焦離子束在所述金屬膜層上刻蝕而成。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，表面等離子體透鏡的工作波為徑向偏振光，工作波的波長(zhǎng)在600nm?670nm之間。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述工作波的波長(zhǎng)為633nm。
[0021]采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下有益效果:本發(fā)明制作單環(huán)向心激發(fā)的表面等離子體透鏡，在金屬膜層上形成主環(huán)形槽作為工作的單環(huán)，在主環(huán)形槽的底部形成與主環(huán)形槽同軸向(或者從上方看下來是同心)的副環(huán)形槽，當(dāng)徑向偏振光入射時(shí)，在主環(huán)形槽上激發(fā)出的表面等離子體在副環(huán)形槽的作用下，全部往環(huán)內(nèi)單向傳播，不會(huì)或很少往環(huán)外傳播，可以提高該表面等離子體透鏡的效率，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作方法也簡(jiǎn)單，體積小，利于小型化集成。
【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的表面等離子體透鏡制作方法的流程示意圖；
[0023]圖2是本發(fā)明實(shí)施例的表面等離子體透鏡的俯視示意圖；
[0024]圖3是本發(fā)明實(shí)施例的表面等離子體透鏡的剖面示意圖；
[0025]圖4是本發(fā)明實(shí)施例與現(xiàn)有技術(shù)的表面等離子體透鏡聚焦對(duì)比圖；
[0026]圖5是本發(fā)明實(shí)施例的表面等離子體透鏡入射光波長(zhǎng)與效率關(guān)系圖。
[0027]圖中標(biāo)記說明:1_入射光，2-金屬膜層，3-基底，4-主環(huán)形槽，5-副環(huán)形槽。
【具體實(shí)施方式】
[0028]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)的說明。
[0029]在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施的限制。
[0030]參看圖1，本發(fā)明實(shí)施例的表面等離子體透鏡制作方法，包括以下步驟:
[0031]S1:提供基底；
[0032]S2:在所述基底的上表面形成一定厚度的金屬膜層；
[0033]S3:刻蝕所述金屬膜層的上表面以形成一主環(huán)形槽；
[0034]S4:刻蝕所述主環(huán)形槽的槽底表面以形成一副環(huán)形槽，所述副環(huán)形槽沿所述主環(huán)形槽的周向形成，所述主環(huán)形槽和副環(huán)形槽的環(huán)心連線垂直于所述金屬膜層上表面，所述主環(huán)形槽的外徑大于所述副環(huán)形槽的外徑，所述副環(huán)形槽的底部端面高于所述金屬膜層的下表面。
[0035]參看圖3，通過一個(gè)具體實(shí)施例來描述本發(fā)明制作方法的具體過程。首先提供一塊基底3，例如是石英基片，優(yōu)選的可以先將基底3清洗干凈，清洗的方式例如可以是用超聲清洗機(jī)進(jìn)行清洗;接著，用鍍膜機(jī)在石英基片上鍍上金屬銀膜，厚度優(yōu)選大于300nm;接著，在金屬銀膜上用聚焦離子束刻蝕出一個(gè)主環(huán)形槽4，槽型為矩形，槽內(nèi)徑優(yōu)選為1345nm，槽寬wl可以為310nm，槽深hi可以為llOnm;最后，在主環(huán)形槽4的底部用聚焦離子束再刻蝕出一個(gè)同心的、內(nèi)徑相同的副環(huán)形槽5，槽型為矩形，槽寬w2可以為155nm，槽深h2可以為20nmo
[0036]參看圖2和圖3，本實(shí)施例制作形成的表面等離子體透鏡，包括基底3和金屬膜層2?；?的形狀較佳的是片狀，直接呈透鏡的形狀，當(dāng)然基底3的形狀也可以是其他形狀。基底3例如是石英襯底，或者其他透明基材的襯底。金屬膜層2可以是任意用來制作表面等離子體透鏡的金屬基材。在優(yōu)選的實(shí)施例中，金屬膜層2為金屬銀膜，波傳導(dǎo)能力更強(qiáng)，損耗小，且透明性較佳。
[0037]參看圖3，金屬膜層2形成在基底3的上表面，金屬膜層2可以全部覆蓋住基底3的