[发明专利]基于液晶-金属界面电荷的非线性表面等离子体激元器件

权利要求书

1.一种基于液晶-金属界面电荷的非线性表面等离子体激元器件，其特征是：在棱镜底面制备厚度为纳米级的金膜，在金膜下覆盖掺杂电荷产生剂的液晶层，液晶层位于液晶盒中，液晶盒的另一底面为覆盖有向列液晶取向膜的导电玻璃基底；

该器件能够实现非线性SPPs在于：掺杂的电荷产生剂能够在外加电场的作用下于金膜-液晶的界面处产生能够响应SPPs的界面电荷，或者

不需要外加电场单是光场可以直接在金膜-液晶的界面处产生能够响应SPPs的界面电荷。

2.根据权利要求1所述的非线性表面等离子体激元器件，其特征是：所述的掺杂电荷产生剂的液晶层中的电荷产生剂可为掺杂质量百分比为万分之一到万分之五的富勒烯C₆₀或掺杂质量百分比为千分之一到千分之三十的甲基红。

3.根据权利要求1所述的非线性表面等离子体激元器件，其特征是：所述的棱镜可为TiO₂晶体棱镜或铌酸锂晶体棱镜。

4.根据权利要求1所述的非线性表面等离子体激元器件，其特征是：所述的导电玻璃基底可为氧化锡铟导电玻璃基底。

5.根据权利要求1所述的非线性表面等离子体激元器件，其特征是：所述的向列液晶可为戊氰基联苯液晶5CB或混合液晶E7。

6.一种基于液晶-金属界面电荷的非线性表面等离子体激元器件的制备方法，其特征是：具体制备过程如下，

1)利用超声波清洗仪将棱镜和导电玻璃基底分别用丙酮和去离子水清洗后，用烘箱将其烘干；

2)利用真空镀膜技术在棱镜底面制备厚度为纳米级的金膜；

3)在导电玻璃基底上制备向列液晶取向膜；

4)以棱镜底面的金膜和覆盖取向膜的导电玻璃为基底，周围采用聚酯薄膜片制备成液晶盒；

5)将掺杂电荷产生剂的向列液晶和液晶盒加热到向列液晶清亮点温度以上，将向列液晶灌注到液晶盒中，并将温度缓慢降低到室温。

7.根据权利要求6所述的非线性表面等离子体激元器件制备方法，其特征是：所述的利用真空镀膜技术制备的金膜，其厚度为30-70纳米，最佳为45纳米。

8.根据权利要求6所述的非线性表面等离子体激元器件制备方法，其特征是：所述的往液晶盒中灌注向列液晶时需要将掺杂电荷产生剂的向列液晶和液晶盒加热到清亮点温度以上，即可将5CB加热到60摄氏度，或将E7加热到85摄氏度。