[發明專利]一種基于表面等離子體共振的高精度納米間隙檢測結構及方法

有效

• 申請號: 201410192906.8
• 申請日: 2014-05-08
• 公開（公告）號: CN103968770B
• 公開（公告）日: 2017-01-25
• 發明（設計）人: 羅先剛;王長濤;王彥欽;趙澤宇;胡承剛;蒲明薄;李雄;黃成;何家玉;羅云飛
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電技術研究所
• 主分類號: G01B11/14
• 分類號: G01B11/14
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司11251
• 代理人: 楊學明,顧煒

1.一種基于表面等離子體共振的高精度納米間隙檢測結構，其特征是光源(2-1)輸出光經過準直鏡(2-2)、寬帶偏振器(2-3)入射到分束器(2-4)；經過分束器(2-4)的透射光入射到納米間隙檢測結構(2-5)上，并與納米間隙檢測結構(2-5)、間隙及基底(2-6)相互作用，壓電移動臺(2-7)與基底(2-6)固定在一起，以控制間隙大小；相互作用后，部分光被反射回至分束器(2-4)；再經分束器(2-4)反射，并由透鏡(2-8)會聚后入射至光譜探測器(2-9)，光譜探測器(2-9)將探測得到的數據傳到計算機(2-10)，經計算機(2-10)處理得到間隙值，實現納米間隙的檢測。

2.根據權利要求1所述的一種基于表面等離子體共振的高精度納米間隙檢測結構，其特征在于：所述光源(2-1)為白光光源或寬帶波長可調諧激光。

3.根據權利要求1所述的一種基于表面等離子體共振的高精度納米間隙檢測結構，其特征在于：所述納米間隙檢測結構(2-5)由透明基材石英，一維金屬光柵及金屬納米膜層三層構成。

4.根據權利要求1所述的一種基于表面等離子體共振的高精度納米間隙檢測結構，其特征在于：所述基底(2-6)由金屬納米膜層及石英或硅基材構成。

5.根據權利要求1至4任一項所述的基于表面等離子體共振的高精度納米間隙檢測結構進行檢測的方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟一：調整檢測裝置，使入射光平行入射至分束鏡(2-4)上；

步驟二：調節寬帶偏振器(2-3)，使其輸出偏振方向與納米間隙檢測結構(2-5)中一維金屬光柵線條方向垂直；

步驟三：將納米間隙檢測結構(2-5)、基底(2-6)、及壓電移動臺(2-7)用平面反射鏡代替，由平面反射鏡反射的光經分束鏡(2-4)、透鏡(2-8)匯聚到光譜探測器(2-9)，并由計算機記錄光譜探測數據作為參考光譜；

步驟四：取下平面反射鏡，將納米間隙檢測結構(2-5)、基底(2-6)、及壓電移動臺(2-7)移回光路中，移動壓電移動臺(2-7)使得納米間隙檢測結構(2-5)與基底(2-6)之間產生一個納米量級的間隙，透射光經納米間隙檢測結構(2-5)、間隙及基底(2-6)相互作用后部分反射，反射光光經分束鏡(2-4)、透鏡(2-8)匯聚到光譜探測器(2-9)，并由計算機(2-10)記錄光譜探測數據作為初始探測光譜；

步驟五：計算機(2-10)將初始探測光譜與參考光譜進行歸一化處理，分析處理得到實際間隙值。