[發(fā)明專利]混合型的金屬?介質SSP周期光柵系統(tǒng)及其用途和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610428936.3
• 申請日: 2016-06-16
• 公開（公告）號: CN106054291B
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發(fā)明（設計）人: 劉永強;杜朝海;劉濮鯤
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: G02B5/00
• 分類號: G02B5/00;G02B6/124;G02B6/122
• 代理公司: 北京萬象新悅知識產權代理事務所(普通合伙)11360
• 代理人: 王巖

1.一種混合型的金屬-介質SSP周期光柵系統(tǒng)，其特征在于，所述混合型的金屬-介質SSP周期光柵、發(fā)射陰極、收集極和磁聚焦系統(tǒng)；其中，所述混合型的金屬-介質SSP周期光柵包括襯底、周期性的梯形結構和介質，在襯底上設置周期性的梯形結構，梯形結構沿xz平面的剖面為梯形，沿y軸平行，相鄰的兩個梯形結構之間為梯形凹槽，在梯形凹槽內填充介質，介質填平梯形凹槽，形成混合型的金屬-介質SSP周期光柵；位于混合型的金屬-介質SSP周期光柵一側的發(fā)射陰極發(fā)射電子束，電子束平行于x軸，沿著混合型的金屬-介質SSP周期光柵的上表面?zhèn)鞑ィ辉谥芷谛缘慕饘俸徒橘|的分界面感應出電場，繼而電場產生磁場，在混合型的金屬-介質SSP周期光柵的表面感應出的電磁場反過來又與電子束相互作用，形成沿表面?zhèn)鞑サ木钟蚰＃瑥亩行У丶ぐl(fā)混合型的金屬-介質SSP周期光柵產生類表面等離激元SSP，產生的類表面等離激元在混合型的金屬-介質SSP周期光柵的上表面沿著x軸方向傳播，周期性的梯形結構的間隙中填充的介質使得產生的類表面等離子體激元SSP有效地局域在混合型的金屬-介質SSP周期光柵的表面，進一步與電子束相互作用；當滿足類表面等離子體激元SSP的色散與外加電子束的色散相匹配時，類表面等離子體激元得到有效激發(fā)并且被放大；電子束離開混合型的金屬-介質SSP周期光柵后，由位于混合型的金屬-介質SSP周期光柵的另一側的收集極收集作用完的電子束；在發(fā)射極和收集極之間設置一個磁聚焦系統(tǒng)，產生一個沿電子束傳播方向的恒定磁場，從而有效約束電子束，使得電子束在傳播過程中不發(fā)散。

2.如權利要求1所述的混合型的金屬-介質SSP周期光柵系統(tǒng)，其特征在于，在所述混合型的金屬-介質SSP周期光柵中，襯底和周期性的梯形結構的材料采用金、銀或銅，填充梯形凹槽的介質采用玻璃或陶瓷。

3.如權利要求1所述的混合型的金屬-介質SSP周期光柵系統(tǒng)，其特征在于，所述電子束沿著混合型的金屬-介質SSP周期光柵的上表面一定的距離G傳播，在給定電子束參數(shù)和工作頻率的情況下，G的取值由激發(fā)的類表面等離子體激元的激發(fā)功率確定，G大于0。

4.如權利要求1所述的混合型的金屬-介質SSP周期光柵系統(tǒng)，其特征在于，單個梯形結構的深度h由所激發(fā)的類表面等離子體激元的傳播截止頻率f_c決定，f_c＝c/2h，c為光速。

5.如權利要求1所述的混合型的金屬-介質SSP周期光柵系統(tǒng)，其特征在于，單個的梯形結構的周期d由所激發(fā)的類表面等離子體激元的傳播截止波矢β_c決定，β_c×d＝2π。