[發明專利]一種雙結構組合型金屬納米薄膜手性光學結構

有效

• 申請號: 201810654948.7
• 申請日: 2018-06-22
• 公開（公告）號: CN109031679B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 張亮;左瑜
• 申請（專利權）人: 西安科銳盛創新科技有限公司
• 主分類號: G02B27/28
• 分類號: G02B27/28;G02B5/30
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 王海棟

本發明涉及一種雙結構組合型金屬納米薄膜手性光學結構，包括：金屬膜、位于所述金屬膜上的基礎U型縫、位于所述金屬膜上且與所述基礎U型縫并列的增強C型縫，且設置在所述基礎U型縫一側。本發明實施例通過在包含基礎U型縫的金屬膜上添加一個增強C型縫，改變了原來U型金屬薄膜上的電流流向，在存在電偶極子的基礎上，橫縫處出現了磁偶極子，由于電偶極子和磁偶極子共同作用，圓二色性得到了顯著增強。

技術領域

本發明屬于光學器件領域，具體涉及一種雙結構組合型金屬納米薄膜手性光學結構。

背景技術

手性是指結構與其鏡像不能重合的性質，手性結構普遍存在于大自然中，例如蛋白質、糖類化及DNA等生物大分子，手性在生物化學和生命進化中起著關鍵的作用。手性根據其結構特點可以分為：內在手性和外在手性。內在手性即結構本身具有的手性，外在手性指結構與入射光一起構成的手性。

圓二色性(Circular Dichroism，CD)是研究手性化合物一個十分重要的手段。在手性分子非對稱性的研究中，當左旋圓偏振光和右旋圓偏振光入射時，手性材料會呈現出不同的有效折射率且傳播速度也不同。當超材料有極強的手性時，甚至會呈現出負折射率，負折射率材料也被稱為手性超材料。利用負折射率材料可以對物體進行隱身，實現突破衍射極限的亞波長分辨率成像等等。這對于物理學、工程學、光學和材料學等領域的研究有可能產生重大的影響。因此對于手性結構的研究成為了電磁學和光學領域最前沿的研究課題。

現有技術對手性結構研究中，通過設計二維的金屬薄膜手性結構已經可以實現對光束偏振特性的調制或者用來檢測手性物質的圓二色譜，但是當被檢測信號本身比較微弱時，得到的圓二色譜信號不明顯，即檢測效果較差。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明提供了一種雙結構組合型金屬納米薄膜手性光學結構。本發明要解決的技術問題通過以下技術方案實現：

本發明實施例提供了一種雙結構組合型金屬納米薄膜手性光學結構，包括：金屬膜、位于所述金屬膜上的基礎U型縫、位于所述金屬膜上的增強C型縫，且設置在所述基礎U型縫一側。

在本發明的一個實施例中，所述金屬膜形狀為矩形。

在本發明的一個實施例中，所述金屬膜第一邊長和第二邊長的范圍均為400nm～1000nm。

在本發明的一個實施例中，所述金屬膜的厚度范圍為20nm～100nm。

在本發明的一個實施例中，所述基礎U型縫的第一左臂、右臂、第一下臂的長度范圍均為100nm～300nm，寬度范圍均為30nm～50nm。

在本發明的一個實施例中，所述基礎U型縫的厚度范圍為20nm～100nm。

在本發明的一個實施例中，所述增強C型縫的上臂、第二下臂、第二左臂的長度范圍均為100nm～300nm，寬度范圍均為30nm～50nm。

在本發明的一個實施例中，所述增強C型縫的厚度范圍為20nm～100nm。

在本發明的一個實施例中，所述基礎U型縫與所述增強C型縫的間距范圍為30nm～50nm。

與現有技術相比，本發明的有益效果：

本發明通過在包含基礎U型縫的金屬膜上添加一個增強C型縫，改變了原來U型金屬薄膜上的電流流向，在存在電偶極子的基礎上，橫縫處出現了磁偶極子，由于電偶極子和磁偶極子共同作用，圓二色性得到了顯著增強。

附圖說明

圖1為本發明實施例提供的雙結構組合型金屬納米薄膜手性光學結構示意圖。

圖2為本發明實施例提供的手性光學結構產生圓二色性的原理圖。

圖3為本發明實施例提供的手性光學結構對比圖。