專利名稱:一種產(chǎn)生近場納米光束的裝置的制作方法
一種產(chǎn)生近場納米光束的裝置技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域：
，特別是涉及一種產(chǎn)生近場納米光束的 裝置。
背景技術(shù)：
隨著光學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，近場光學(xué)得到廣泛地應(yīng)用。近場光學(xué) 主要研究距離光源或物體一個(gè)波長范圍內(nèi)的光場分布，基于近場光學(xué) 技術(shù)的光學(xué)分辨率可以達(dá)到納米量級，突破了傳統(tǒng)光學(xué)的分辨率衍射 極限。在近場中存在著一個(gè)東縛在表面而不能向外輻射的非輻射場，該 非輻射場的波動(dòng)特征是可以在物體表面?zhèn)鞑ィ▌?dòng)的振幅隨離開表 面距離增加而迅速衰減，衰減的特征長度約為一個(gè)波長，該非輻射場 被稱為隱失場。隱失場隨空間距離呈指數(shù)衰減，例如截止波導(dǎo)內(nèi)的電 磁波、全內(nèi)反射時(shí)沿材料表面?zhèn)鞑サ碾姶挪ǖ榷紝儆陔[失場。隱失場 中包含了物體精細(xì)結(jié)構(gòu)的信息。近場光學(xué)的核心問題就是研究和探測 隱失場，這樣獲得的信息可以不受衍射極限的限制(通常為半波長), 達(dá)到遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于波長的分辨率。獲取納米尺度的光源是近場光學(xué)成像、近場探測與搡作、近場光 譜、納米光刻以及近場光存儲等基于近場光學(xué)原理的儀器、系統(tǒng)中的 關(guān)鍵技術(shù)之一。近十年來具有納米孔徑的鍍金屬膜光纖探針已被廣泛使用，但是，光纖探針的通光效率很低，通常為10_4~10-6，并且易受污染和損壞。為了克服這些問題提出了虛擬光探針的概念。 一種近 場光學(xué)虛擬光探針是在兩種具有不同折射率的介'質(zhì)界面處設(shè)置一個(gè) 小孔光闌，使得入射角大于臨界角的入射光東發(fā)生全反射時(shí)產(chǎn)生的倏 逝場干涉疊加，形成約束光場，該約束光場的中心峰形成近場光學(xué)虛擬光探針。其通光效率為10—2量級，是普通的納米孔徑光纖探針的 通光效率的102~104倍；其光場分布的中間峰的半峰值寬度(即虛擬 光探針的尺寸)在波長深度空間范圍內(nèi)基本保持不變，從而可以解決 近場光學(xué)系統(tǒng)中納米間距控制的難題，避免光學(xué)頭與介質(zhì)間碰撞所造 成的損壞。這種近場光學(xué)虛擬光探針可以用于近場光學(xué)成像、近場光 譜探測、近場光學(xué)存儲、納米光刻以及近場光學(xué)操作等。在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)釆用虛擬探針技術(shù)時(shí)，其光場 強(qiáng)度仍然不能滿足實(shí)際使用的要求，并且在約束光場的主峰周圍存在高階模式(旁瓣)，其強(qiáng)度在主峰強(qiáng)度的50%以上，對主峰的工作造成了很大影響。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例要解決的問題是提供一種產(chǎn)生近場納米光束的裝 置，以克服現(xiàn)有技術(shù)中光場強(qiáng)度低、旁瓣高的缺陷。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案提供 一 種產(chǎn)生近場納 米光東的裝置，包括第一介質(zhì)、金屬膜層和第二介質(zhì)，所述金屬膜層 的下表面與所述第一介質(zhì)相接，所述金屬膜層的上表面與所述第二介 質(zhì)相接，其中，所述裝置還包括以表面等離子諧振角入射至所述第一介質(zhì)和所述金屬膜層界面并形成干涉的入射光的光源；所述金屬膜層的上表面由位于所述上表面中央的中央缺陷構(gòu)成的諧振腔和以所述 諧振腔為中心周期性排列的由第一凹槽和凸起組成的多個(gè)上表面周 期結(jié)構(gòu)組成，所述諧振腔和上表面周期結(jié)構(gòu)之間包括第二凹槽。其中，所述金屬膜層的俯視面形狀為由平行槽或二維點(diǎn)陣構(gòu)成的 陣列結(jié)構(gòu)，或由同心圓環(huán)或同心方框構(gòu)成的以垂直于所述金屬膜層表 面、穿過所述金屬膜層中心的直線為軸的軸對稱結(jié)構(gòu)。其中，所述上表面周期結(jié)構(gòu)的縱剖面輪廓為方波形狀或正弦波形狀，其周期長度T為表面等離子體波的波長^p的一半。其中，所述諧振腔的俯視面輪廓為圓形，其直徑的長度為0.5T的奇數(shù)倍。其中，所述諧振腔的俯視面輪廓為方形，其長邊的長度為0.5T 的奇數(shù)倍。其中，所述諧振腔的俯視面輪廓為菱形，其最長的對角線的長度為0.5T的奇數(shù)倍。其中，所述諧振腔的縱剖面輪廓為方形、三角形、梯形、正弦、 半圓、半橢圓、雙曲線或拋物線中的一種。其中，所述金屬膜層的厚度為40 60nm，所述第一凹槽的深度 為10-30nm。其中，所述第二凹槽的寬度大于所述第一凹槽的寬度，所述第二 凹槽的深度大于所述第一凹槽的深度。其中，所述金屬膜層的材料為金或銀。上述技術(shù)方案僅是本發(fā)明的 一個(gè)優(yōu)選技術(shù)方案，具有如下優(yōu)點(diǎn) 本發(fā)明實(shí)施例通過入射光以表面等離子諧振角入射至第一介質(zhì)和具 有諧振腔和上表面周期結(jié)構(gòu)的金屬膜層界面并形成干涉，使得隱失場 干涉模式中的零階模式在諧振腔中得到增強(qiáng)，而高階模式被抑制，形 成空間局域的近場納米光東，提高了光場強(qiáng)度，減小了旁瓣的干擾。


圖l是本發(fā)明實(shí)施例的一種產(chǎn)生近場納米光東的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例一的半球鏡激發(fā)表面等離子體波示意圖； 圖3是本發(fā)明實(shí)施例一的金屬膜層的縱剖面和俯視面示意圖； 圖4a是本發(fā)明實(shí)施例 一 的裝置表面上方不同距離處磁場強(qiáng)度沿y方向變化的曲線圖； .圖4b是本發(fā)明實(shí)施例一的裝置表面上方不同距離處磁場強(qiáng)度沿x方向變化的曲線圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例二的顯微物鏡激發(fā)表面等離子體波示意圖；圖6是本發(fā)明實(shí)施例二的金屬膜層的縱剖面和俯視面示意圖；圖7a是本發(fā)明實(shí)施例二的裝置表面上方不同距離處磁場強(qiáng)度沿y方向變化的曲線圖；圖7b是本發(fā)明實(shí)施例二的裝置表面上方不同距離處磁場強(qiáng)度沿x方向變化的曲線圖；圖8a是本發(fā)明實(shí)施例三的金屬膜層的縱剖面示意圖； 圖8b是本發(fā)明實(shí)施例三的裝置表面上方不同距離處磁場強(qiáng)度沿y 方向變化的曲線圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì) 描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限fj本發(fā)明的范圍。本發(fā)明實(shí)施例的一種產(chǎn)生近場納米光東的裝置如圖l所示，包括 第一介質(zhì)2、金屬膜層3、第二介質(zhì)4和以表面等離子諧振角6sp入 射至第一介質(zhì)2和金屬膜層3界面并形成干涉的入射光5的光源。其 中金屬膜層3的下表面與第一介質(zhì)4相接，金屬膜層3的上表面與第 二介質(zhì)4相接，本實(shí)施例中第二介質(zhì)4為空氣。金屬膜層3的材料為金或銀，厚度為40 60nrn,其上表面由位 于所述上表面中央的中央缺陷構(gòu)成的諧振腔和以所述諧振腔為中心 周期性排列的由第一凹槽和凸起組成的多個(gè)上表面周期結(jié)構(gòu)組成，所 述諧振腔和上表面周期結(jié)構(gòu)之間包括第二凹槽。金屬膜層3的俯視圖 為陣列結(jié)構(gòu)或軸對稱結(jié)構(gòu)，圖l所示的l為對稱軸。其中，所述上表 面周期結(jié)構(gòu)的縱剖面輪廓為方波形狀，其周期長度T為表面等離子體 波的波長義sp的一半；也可以為正弦波形狀，其周期長度T為表面等 離子體波的波長義SP的一半。所述諧振腔的俯視面輪廓為圓形、方形 或菱形中的一種；為圓形時(shí)，其直徑的長度為0.5T的奇數(shù)倍；為方 形時(shí)，其長邊的長度為0.5T的奇數(shù)倍；為菱形時(shí)，其最長的對角線 的長度為0.5T的奇數(shù)倍。所述諧振腔的縱剖面輪廓為方形、三角形、梯形、正弦、半圓、半橢圓、雙曲線或拋物線中的一種。所述第一凹槽的深度為10 30nm,而第二凹槽的寬度大于第一凹槽的寬度，第二凹槽的深度大于第一凹槽的深度。該上表面可以由電子?xùn)|刻蝕、聚 焦離子?xùn)|刻蝕、化學(xué)刻蝕、光刻等方法加工而成。本發(fā)明主要利用了表面等離子晶體對表面等離子體波的控制作 用，其中該表面等離子晶體為表面制備了周期結(jié)構(gòu)的金屬膜層，而沿 該金屬膜層表面?zhèn)鞑サ谋砻娴入x子體波將受到周期結(jié)構(gòu)的強(qiáng)烈作用。當(dāng)周期結(jié)構(gòu)的周期長度T為表面等離子體波的波長ASP的一半時(shí)，該 周期結(jié)構(gòu)將對表面等離子體波產(chǎn)生布拉格反射，使表面等離子體波在 周期結(jié)構(gòu)中形成兩種駐波，其能量分別集中在周期結(jié)構(gòu)的金屬材料和 第二介質(zhì)中，這使得兩種駐波具有相同的波矢和不同的頻率，從而在 表面等離子體波的色散曲線上產(chǎn)生頻率帶隙。頻率處于帶隙中的表面 等離子體波不能在該周期結(jié)構(gòu)中傳播，因此具有該頻率的波被抑制。 當(dāng)入射光5以表面等離子諧振角6sp的角度入射到第一介質(zhì)2和 金屬膜層3界面時(shí)，其隱失場將在金屬膜層3和第二介質(zhì)4的界面處 激發(fā)出表面等離子體波。該表面等離子體波的波長與入射光的入射 角、入射光波長、第一介質(zhì)、第二介質(zhì)及金屬材料參數(shù)之間的關(guān)系為A sin 6>SP = Re{~^} = Re(;s0 +咖)、1/2其中Sd為第一介質(zhì)的介電系數(shù)，so為第二介質(zhì)(i實(shí)施例中為空氣) 的介電系數(shù)，s(co)為金屬的介電系數(shù)，6sp為表面等離子諧振角，義 為入射光波長，Asp為表面等離子體波的波長，Re表示取實(shí)部。其中 sd>s0, s(co)隨入射光的波長不同而變化；表面等離子諧振角6sp 由入射光波長與第一介質(zhì)、第二介質(zhì)和金屬的介電系數(shù)確定。本實(shí)施 例中，入射光5可以釆用兩東以上的單色平行光，也可以采用單色空 心光錐。其中空心光錐是通過環(huán)形光束經(jīng)大數(shù)值孔徑的聚焦物鏡聚焦 于介質(zhì)表面形成。所用的環(huán)形光東由環(huán)形光闌獲得，可以是磁場垂直 于傳播方向的線偏振光，也可以是電場沿半徑方向振蕩的徑向偏振光。表面等離子諧振角6sp可通過調(diào)節(jié)環(huán)形光闌對光東進(jìn)行空間濾波 獲得。當(dāng)金屬膜層3的諧振腔的尺寸與被抑制的表面等離子體波滿足 布拉格反射條件時(shí)，在周期結(jié)構(gòu)中本不能傳播的波將被完全約束在諧振腔處產(chǎn)生諧振。因此，在金屬膜層3和第二介質(zhì)4界面上激發(fā)的表面等離子體波在表面等離子晶體中不能傳播，而只能局域在其中的諧振腔里。布拉格反射條件由下式表達(dá)Z =-h
(n=l， 2， 3……)4其中L為諧振腔的尺寸，義sp為表面等離子體波的波長。由于耦合了電荷密度的振蕩，所以表面等離子體波具有場增強(qiáng)的 特性，又由于諧振腔的約東作用，從而使諧振腔里的光場具有高強(qiáng)度、 高局域、低發(fā)散角、低旁瓣的特點(diǎn)，其中圖1中的6為金屬膜層3表 面的光場分布，其光場被局域在諧振腔中，場強(qiáng)高于入射光場的強(qiáng)度， 光斑尺寸在一定范圍內(nèi)可保持不變。對于金屬膜層3表面的光場分 布，可通過時(shí)域有限差分方法對圖l所示的裝置進(jìn)行仿真計(jì)算獲得。 計(jì)算中入射光5釆用單色激光，根據(jù)單色激光的波長以及金屬和介質(zhì) 的材料參數(shù)可以計(jì)算出激發(fā)的表面等離子體波的波長，從而確定金屬 膜層3的周期結(jié)構(gòu)的周期和諧振腔的幾何參數(shù)。將整個(gè)所需計(jì)算的三 維空間均勻的劃分為NxxNyxNz個(gè)網(wǎng)格單元，每個(gè)單元格沿坐標(biāo)軸 方向的空間步長分別為Ax、 Ay、 Az;入射光波為p偏振(磁場沿x軸 方向)，以6sP為入射角入射到第一介質(zhì)和金屬界面處，且入射光場 的強(qiáng)度是均勻的，為1V/m。本發(fā)明所述裝置產(chǎn)生的光場強(qiáng)度可增強(qiáng)到入射光場強(qiáng)度的50倍 以上；其光斑尺寸可達(dá)到0.33A,超過衍射極限；光東發(fā)散角在波長 深度空間范圍內(nèi)保持在2.08°左右，將工作距離從探針形近場光源的 10 50nm擴(kuò)展到50 ~ 600nm;高階模式強(qiáng)度可抑制到7%以下，減小 了旁瓣雜光的干擾。實(shí)施例一，本實(shí)施例為利用半球鏡激發(fā)表面等離子體波。半球鏡 激發(fā)表面等離子體波的示意圖如圖2所示，金屬膜層10的下表面與 半球鏡9相接，金屬膜層IO的上表面與空氣相接。本實(shí)施例中，半球鏡9的材料釆用折射率n = 1.5163的K9玻璃， 金屬膜層10為厚度為50nm的金膜，兩束波長為632.8nm的單色激 光7、 8以表面等離子諧振角6sp的角度入射到半球鏡9與金膜10的 界面上，在金膜與空氣界面上激發(fā)出兩束相向傳播的表面等離子體 波，在金膜表面諧振干涉形成隱失干涉場。金屬膜層10的上表面周期結(jié)構(gòu)為同心方框，諧振腔形貌為菱形 的結(jié)構(gòu)。其縱剖面和俯視面如圖3所示，其中l(wèi)l為上表面周期結(jié)構(gòu)， 其縱剖面為方波形狀，周期長度T為表面等離子波長義sp的1/2;第 一凹槽的深度為20nm,寬度為表面等離子波長義sp的0.25倍。12為 諧振腔，其俯視面輪廓為菱形，最長的對角線長度為周期長度T的 1.5倍。13為第二凹槽，其邊緣與諧振腔最近的距離為周期長度T的 0.6倍，深度為35nm。調(diào)整入射激光的位置使得表面等離子干涉場的零級干涉峰恰好 處于諧振腔中，從而得到局域增強(qiáng)，而高階干涉模式則受到表面等離 子晶體的抑制作用而減弱。利用時(shí)域有限差分方法進(jìn)行模擬計(jì)算，可 獲得在距離裝置表面不同位置處的yz、 xz截面的光場磁場強(qiáng)度的分 布，分別如圖4a、圖4b所示。可以明顯看到光場中央產(chǎn)生了一個(gè) 主峰，其最大強(qiáng)度為入射電場強(qiáng)度的32倍；主峰的半峰值寬度為 208nm ( ~0.33入)，超過衍射極限；主峰周圍的高階模式(即旁瓣) 強(qiáng)度被抑制到6%以下。這些特性使得光場分布形成強(qiáng)度高、發(fā)散角 小、旁瓣弱的納米光柱，形成近場納米光東。實(shí)施例二，本實(shí)施例為利用顯微物鏡激發(fā)表面等離子體波。顯微 物鏡激發(fā)表面等離子體波的示意圖如圖5所示，金屬膜層20的下表 面與蓋玻片19相接，金屬膜層20的上表面與空氣相接。本實(shí)施例中，金屬膜層20為厚度為60nm的金膜，蓋玻片19的折 射率為n- 1.514，波長為632.8nm的單色激光14經(jīng)過環(huán)形光闌15后成 為空心光束16，進(jìn)入顯微物鏡17，經(jīng)聚焦后成為空心光錐18。環(huán)形光 闌的尺寸決定了空心光錐的入射角，因此通過調(diào)整環(huán)形光闌，使空心 光錐入射角為表面等離子諧振角eSP，聚焦于該器件表面。顯微物鏡 選用Leica的油浸物鏡，數(shù)值孔徑為l.l。金屬膜層20的上表面周期結(jié)構(gòu)為同心圓環(huán)，諧振腔俯視圖形貌為 圓形的結(jié)構(gòu)。其縱剖面和俯視面如圖6所示，其中22為上表面周期結(jié) 構(gòu)，其縱剖面為方波形狀，周期長度T為表面等離子波長義sp的l/2;第 一凹槽的深度為25nm,寬度為表面等離子波長Asp的0.25倍。23為諧振 腔，其俯視面輪廓為圓形，直徑為周期長度T的1.5倍。24為第二凹槽， 其內(nèi)徑與外徑的距離為周期長度T的0.5倍，深度為50nm。蓋玻片19經(jīng)折射率匹配油(折射率為1.52)21與顯微物鏡17連接， 從而使激光能夠以大于臨界角的角度入射聚焦，并通過蓋玻片19在金 膜20表面激發(fā)出向各個(gè)方向傳播的表面等離子體波，經(jīng)干涉形成隱失 干涉場。調(diào)整蓋玻片19的位置使得表面等離子干涉場的零級干涉峰恰好 處于諧振腔中，從而得到局域增強(qiáng)，而高階干涉模式則受到表面等離 子晶體的抑制作用而減弱。經(jīng)模擬計(jì)算，得到距離裝置表面不同位置 處的yz、 xz截面的光場磁場強(qiáng)度的分布，分別如圖7a、圖7b所示?？?以明顯看到光場沿z軸呈軸對稱分布，這與入射光的偏振態(tài)有關(guān)； 光場中央產(chǎn)生了一個(gè)主峰，其強(qiáng)度為入射電場強(qiáng)度的37倍，主峰的半 峰值寬度為208nm (~0.33入)，超過衍射極限；主峰周圍的高階模式 (即旁瓣)強(qiáng)度被抑制到4%以下，所形成的近場納米光東比實(shí)例一 具有更好的特性，這是由于圓環(huán)結(jié)構(gòu)和入射光束的各向同性導(dǎo)致的。 在該納米約東光場的近場范圍內(nèi)(50 600nm)，可以實(shí)現(xiàn)近場成像、 近場光學(xué)數(shù)據(jù)存儲、近場光譜激發(fā)與探測，以及近場光刻等操作。實(shí)施例三，本實(shí)施例中，金屬膜層的下表面與第一介質(zhì)相接，金 屬膜層的上表面與空氣相接。其中，第一介質(zhì)為石英片，折射率11 =1.4643，金屬膜層為厚度為40nm的銀膜，入射光為波長為470nm的 單色激光。金屬膜層的縱剖面示意圖如圖8a所示，其中25為上表面周期結(jié) 構(gòu)，其縱剖面為正弦波形狀，周期長度T為表面等離子波長義sp的1/2; 第一凹槽的深度為lOrnn。 26為諧振腔，其長度為周期長度T的0.5 倍。27為第二凹槽，其深度為30nm。經(jīng)模擬計(jì)算得到距離表面等離 子晶體表面不同位置處的yz截面的光場磁場強(qiáng)度的分布，如圖8b所 示?？梢钥吹焦鈭鲋醒胫鞣宓膹?qiáng)度為入射光場強(qiáng)度的33倍，主峰的 半峰值寬度為116nm ( 0.25入)，超過衍射極限；主峰兩側(cè)的高階模 式(即旁瓣)強(qiáng)度被抑制到5%以下。在上述實(shí)施例中，通過入射光以表面等離子諧振角6sp入射至第 一介質(zhì)和具有諧振腔和上表面周期結(jié)構(gòu)的金屬膜層界面并形成干涉， 使得隱失場干涉模式中的零階模式在諧振腔中得到增強(qiáng)，而高階模式 被抑制，形成空間局域的近場納米光東，提高了光場強(qiáng)度，減小了旁 瓣的干擾。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng) 域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原瑝的前提下，還可以 做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種產(chǎn)生近場納米光束的裝置，包括第一介質(zhì)、金屬膜層和第二介質(zhì)，所述金屬膜層的下表面與所述第一介質(zhì)相接，所述金屬膜層的上表面與所述第二介質(zhì)相接，其特征在于，
所述裝置還包括以表面等離子諧振角入射至所述第一介質(zhì)和所述金屬膜層界面并形成干涉的入射光的光源；
所述金屬膜層的上表面由位于所述上表面中央的中央缺陷構(gòu)成的諧振腔和以所述諧振腔為中心周期性排列的由第一凹槽和凸起組成的多個(gè)上表面周期結(jié)構(gòu)組成，所述諧振腔和上表面周期結(jié)構(gòu)之間包括第二凹槽。
2、 如權(quán)利要求
1所述產(chǎn)生近場納米光東的裝置，其特征在于， 所述金屬膜層的俯視面形狀為由平行槽或二維點(diǎn)陣構(gòu)成的陣列結(jié)構(gòu)， 或由同心圓環(huán)或同心方框構(gòu)成的以垂直于所述金屬膜層表面、穿過所 述金屬膜層中心的直線為軸的軸對稱結(jié)構(gòu)。
3、 如權(quán)利要求
2所述產(chǎn)生近場納米光東的裝置，其特征在于， 所述上表面周期結(jié)構(gòu)的縱剖面輪廓為方波形狀或正弦波形狀，其周期 長度T為表面等離子體波的波長義sp的一半。
4、 如權(quán)利要求
3所述產(chǎn)生近場納米光東的裝置，其特征在于， 所述諧振腔的俯視面輪廓為圓形，其直徑的長度為0.5T的奇數(shù)倍。
5、 如權(quán)利要求
3所述產(chǎn)生近場納米光東的裝置，其特征在于， 所述諧振腔的俯視面輪廓為方形，其長邊的長度為0.5T的奇數(shù)倍。
6、 如權(quán)利要求
3所述產(chǎn)生近場納米光東的裝置，其特征在于， 所述諧振腔的俯視面輪廓為菱形，其最長的對角線的長度為0.5T的 奇數(shù)倍。
7、 如權(quán)利要求
3所述產(chǎn)生近場納米光東的裝置，其特征在于， 所述諧振腔的縱剖面輪廓為方形、三角形、梯形、正弦、半圓、半橢 圓、雙曲線或拋物線中的一種。
8、 如權(quán)利要求
1所述產(chǎn)生近場納米光東的裝置，其特征在于，所述金屬膜層的厚度為40~60nm,所述第一凹槽的深度為10 ~ 30證。
9、 如權(quán)利要求
8所述產(chǎn)生近場納米光東的裝置，其特征在于， 所述第二凹槽的寬度大于所述第一凹槽的寬度，所述第二凹槽的深度大于所述第一凹槽的深度。
10、 如權(quán)利要求
1至9任一項(xiàng)所述產(chǎn)生近場納米光東的裝置，其 特征在于，所述金屬膜層的材料為金或銀。
專利摘要
本發(fā)明公開了一種產(chǎn)生近場納米光束的裝置，包括第一介質(zhì)、金屬膜層和第二介質(zhì)，還包括以表面等離子諧振角入射至所述第一介質(zhì)和所述金屬膜層界面并形成干涉的入射光的光源；所述金屬膜層的上表面由位于所述上表面中央的中央缺陷構(gòu)成的諧振腔和以所述諧振腔為中心周期性排列的由第一凹槽和凸起組成的多個(gè)上表面周期結(jié)構(gòu)組成，所述諧振腔和上表面周期結(jié)構(gòu)之間包括第二凹槽。本發(fā)明通過入射光以表面等離子諧振角入射至第一介質(zhì)和具有諧振腔和上表面周期結(jié)構(gòu)的金屬膜層界面并形成干涉，使得隱失場干涉模式中的零階模式在諧振腔中得到增強(qiáng)，而高階模式被抑制，形成空間局域的近場納米光束，提高了光場強(qiáng)度，減小了旁瓣的干擾。
文檔編號G01Q60/22GKCN101217063SQ200710304748
公開日2008年7月9日 申請日期2007年12月29日
發(fā)明者張書練, 佳 王, 王慶艷 申請人:清華大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan