[發明專利]一種表面構建環形凹槽的場局域增強器件

在審

• 申請號: 201810151625.6
• 申請日: 2018-02-09
• 公開（公告）號: CN108227054A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 許吉;譚朝幻;時楠楠;劉山峰;陸云清;諶靜;劉寧
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學;南京郵電大學南通研究院有限公司
• 主分類號: G02B5/00
• 分類號: G02B5/00
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 姚姣陽

1.一種表面構建環形凹槽的場局域增強器件，其特征在于：該場局域增強器件包括三層結構，即第一層結構、第二層結構和第三層結構，所述第一層結構、第二層結構和第三層結構由內向外逐層構成一同軸圓錐形結構，所述圓錐形結構包括兩部分，表面帶有環狀凹槽的上半部分和表面光滑的下半部分。

2.根據權利要求1所述的一種表面構建環形凹槽的場局域增強器件，其特征在于：所述上半部分位于圓錐形高度結構的1/2位置處，在圓錐形高度結構的1/2位置處沿第三層結構的外側斜面往上構建有深度為d，周期為L，占空比為1∶1的周期性環形凹槽。

3.根據權利要求2所述的一種表面構建環形凹槽的場局域增強器件，其特征在于：所述環狀凹槽的個數為六個，所述環狀凹槽的截面為平行四邊形，周期L為波長的1/2。

4.根據權利要求3所述的一種表面構建環形凹槽的場局域增強器件，其特征在于：每個所述環狀凹槽的深度d為30nm，周期L為300nm。

5.根據權利要求1所述的一種表面構建環形凹槽的場局域增強器件，其特征在于：所述第一層結構為高折射率介質，所述高折射率介質為Si或GaN，其中Si的折射率為3.455。

6.根據權利要求1所述的一種表面構建環形凹槽的場局域增強器件，其特征在于：所述第二層結構為低折射率介質，所述低折射率介質為SiO₂或MgF₂，其中SiO₂的折射率為1.445。

7.根據權利要求1所述的一種表面構建環形凹槽的場局域增強器件，其特征在于：所述第三層結構為貴金屬，所述貴金屬為金或銀。

8.根據權利要求5或6或7所述的一種表面構建環形凹槽的場局域增強器件，其特征在于：所述高折射率介質圓錐的錐面上均勻地覆蓋了一層厚度為h₁的低折射率介質薄膜，所述低折射率介質圓錐的錐面上均勻地覆蓋了一層厚度為h₂的貴金屬薄膜，整個介質圓錐底面半徑為R₁，所述圓錐底面半徑R₁為1000nm，圓錐半錐角為θ，所述圓錐半錐角θ為15°。

9.根據權利要求1所述的一種表面構建環形凹槽的場局域增強器件，其特征在于：在可見光至近紅外波段，該場局域增強器件在徑向偏振光或線偏振光的偏振模式下光從錐底垂直入射進入，在尖端區域產生很強的電場增強效應，在圓錐結構頂點處有電場最大值，所述電場最大值為1853倍。

10.根據權利要求1所述的一種表面構建環形凹槽的場局域增強器件，其特征在于：所述場局域增強器件內層高折射率介質圓錐頂部曲率半徑為R₂，所述R₂為20nm，覆蓋其上的低折射率介質薄膜圓錐頂部曲率半徑為R₃，所述R₃為20nm，涂覆在最外層銀薄膜的頂點處曲率半徑為R₄，所述R₄為5nm。