[發(fā)明專利]一種手性金屬納米薄膜光學(xué)結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810654946.8
• 申請(qǐng)日: 2018-06-22
• 公開（公告）號(hào): CN109375305B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 左瑜;冉文方
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安科銳盛創(chuàng)新科技有限公司
• 主分類號(hào): G02B5/30
• 分類號(hào): G02B5/30
• 代理公司: 西安嘉思特知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61230
• 代理人: 王海棟

本發(fā)明涉及一種手性金屬納米薄膜光學(xué)結(jié)構(gòu)，包括：金屬膜、以及位于所述金屬膜上的“U”型縫和橫縫。本發(fā)明實(shí)施例，制備了一種手性金屬“U”型納米薄膜結(jié)構(gòu)，再通過在該薄膜結(jié)構(gòu)上添加一個(gè)橫縫結(jié)構(gòu)使得該納米薄膜結(jié)構(gòu)的圓二色性得到很大的增強(qiáng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種手性納米薄膜光學(xué)結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

手性是指結(jié)構(gòu)與其鏡像不能重合的性質(zhì)，手性結(jié)構(gòu)普遍存在于大自然中，例如蛋白質(zhì)、糖類化及DNA等生物大分子，手性在生物化學(xué)和生命進(jìn)化中起著關(guān)鍵的作用。手性根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可以分為：內(nèi)在手性和外在手性。內(nèi)在手性即結(jié)構(gòu)本身具有的手性，外在手性指結(jié)構(gòu)與入射光一起構(gòu)成的手性。

圓二色性(Circular Dichroism，CD)是研究手性化合物一個(gè)十分重要的手段。在手性分子非對(duì)稱性的研究中，當(dāng)左旋圓偏振光和右旋圓偏振光入射時(shí),手性材料會(huì)呈現(xiàn)出不同的有效折射率且傳播速度也不同。當(dāng)超材料有極強(qiáng)的手性時(shí),甚至?xí)尸F(xiàn)出負(fù)折射率,負(fù)折射率材料也被稱為手性超材料。利用負(fù)折射率材料可以對(duì)物體進(jìn)行隱身,實(shí)現(xiàn)突破衍射極限的亞波長分辨率成像等等。這對(duì)于物理學(xué)、工程學(xué)、光學(xué)和材料學(xué)等領(lǐng)域的研究有可能產(chǎn)生重大的影響。

圓二色性是指傳輸系統(tǒng)對(duì)沿不同偏振方向入射的電磁波表現(xiàn)出不同的透射特性。如圖1所示，圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的圓二色性的原理示意圖。對(duì)于一個(gè)傳輸系統(tǒng)A來說，從系統(tǒng)A正面入射的左旋光(left circularly polarized， LCP)經(jīng)過系統(tǒng)A后，接收到的左旋光的透射率為T_--，從系統(tǒng)A正面入射的右旋光(right circularly polarized，RCP)經(jīng)過系統(tǒng)A后接收到的右旋光的透射率為T₊₊。其中下標(biāo)“-”表示為左旋光，“+”表示為右旋光。則對(duì)于系統(tǒng)的圓二色性可以表示為：

CD＝T₊₊-T_--

其表示的物理意義如圖1所示，左旋光和右旋光經(jīng)過系統(tǒng)A后的透射率是不相同的。

因此，如何提出一種圓二色性信號(hào)強(qiáng)烈的手性金屬納米薄膜光學(xué)結(jié)構(gòu)成為研究人員重點(diǎn)研究問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種手性金屬納米薄膜光學(xué)結(jié)構(gòu)。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種手性金屬納米薄膜光學(xué)結(jié)構(gòu)，包括：金屬膜 21、以及位于所述金屬膜上的“U”型縫和橫縫。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述金屬薄的厚度取值范圍為20nm～ 100nm。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述“U”型縫包括左臂、右臂、下臂；所述左臂、所述右臂、所述下臂的長度取值范圍均為100nm～300nm。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述左臂、所述右臂、所述下臂的寬度均相等。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述左臂、所述右臂、所述下臂的寬度取值范圍均為20nm～100nm。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述“U”型縫與所述橫縫之間的間隔取值范圍為30nm～50nm。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述金屬膜為AU薄膜。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述金屬膜為矩形結(jié)構(gòu)。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述橫縫為“一”字形橫縫。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明通過設(shè)計(jì)一種“U”型縫和橫縫組合的納米薄膜結(jié)構(gòu)，使得該薄膜結(jié)構(gòu)的圓二色性得到很大增強(qiáng)。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的圓二色性的原理示意圖；