[實用新型]一種基于表面等離激元非對稱激發的納米位移測量裝置

有效

• 申請號: 201822012776.1
• 申請日: 2018-12-03
• 公開（公告）號: CN209310737U
• 公開（公告）日: 2019-08-27
• 發明（設計）人: 臧天陽;魯擁華;王沛
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;趙鎮勇

本實用新型公開了一種基于表面等離激元非對稱激發的納米位移測量裝置，包括依次排列的He?Ne激光器、(1,0)模厄米高斯光生成裝置、聚焦物鏡、金屬納米結構、油浸物鏡、成像管鏡、擋光板、成像透鏡、CCD探測器；(1,0)模厄米高斯光生成裝置包含一個起偏器、一個S波片和一個檢偏器；金屬納米結構包括使用貴金屬材料加工出的納米級厚度薄膜，并在薄膜上加工出納米精度的凹槽陣列。利用(1,0)模厄米高斯光實現SPPs的不對稱激發，測量靈敏度高；于傅里葉面一次成像即可得到位移量，信噪比高，無需追蹤掃描和復雜計算，實現信號快速處理和位移的實時反饋。

技術領域

本實用新型涉及一種納米位移測量的技術，尤其涉及一種基于表面等離激元非對稱激發的納米位移測量裝置。

背景技術

光電器件小型化、集成化的發展對微納加工、裝配精度提出了更高的要求。發展納米精度的位移測量和校準技術對于制備合格微納光電器件，確保器件的性能具有重要的意義。常見的納米位移測量方法主要有：干涉條紋法(A nanometric displacementmeasurement method using the detection of fringe peak movement[J].MeasurementScience and Technology,2000,11(9):1352.)、針孔法(Direct measurement ofnanometric displacement under an optical microscope[J].Applied optics,1987,26(16):3425-3427.)、壓電陶瓷法等。其中干涉條紋法使用干涉儀裝置，通過干涉條紋的移動計算位移量大小，測量精度在1/2至1/20波長的量級(Displacement measurements usinga self-mixing laser diode under moderate feedback[J].IEEE Transactions onInstrumentation and Measurement,2006,55(4):1101-1105.)，難以實現幾納米級別的位移測量，空間分辨率較差，同時干涉法對環境穩定性要求很高，系統結構也很復雜。由于干涉法所需計算量較大，導致其時間分辨率較低，對測量系統的響應速度有影響。壓電陶瓷法測量位移速度快，但是需要進行接觸式測量，其測量線性度也不佳，應用場景受限(Piezoelectric ceramics characterization[R].INSTITUTE FOR COMPUTERAPPLICATIONS IN SCIENCE AND ENGINEERING HAMPTON VA,2001.)。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種非接觸式高信噪比、快速測量納米位移的基于表面等離激元非對稱激發的納米位移測量裝置。

本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的：

本實用新型的基于表面等離激元非對稱激發的納米位移測量裝置，包括依次排列的He-Ne激光器、(1,0)模厄米高斯光生成裝置、聚焦物鏡、金屬納米結構、油浸物鏡、成像管鏡、擋光板、成像透鏡、CCD探測器。

由上述本實用新型提供的技術方案可以看出，本實用新型實施例提供的基于表面等離激元非對稱激發的納米位移測量裝置，基于厄米高斯光非對稱激發SPPs特性，通過傅立葉面成像，實現了對納米位移的非接觸式快速測量。該方法具有高靈敏度，測量速度快、非接觸等特點。能實現對納米位移的非接觸式快速測量。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例提供的基于表面等離激元非對稱激發的納米位移測量裝置的結構示意圖；

圖2為本實用新型實施例所用金屬納米結構的示意圖(a)和掃描電鏡照片(b)；

圖3為本實用新型實施例所用激發光場(1,0)模厄米高斯光的光強分布圖；

圖4為本實用新型實施例CCD采集的傅立葉面圖像；