[发明专利]一种光纤表面等离子体激元激发聚焦装置及其制作方法

权利要求书

1.一种光纤表面等离子体激元激发聚焦装置，由光源(1)、单芯光纤(2)、环形芯光纤(3)、把单芯光纤(2)和环形芯光纤(3)一端焊接并在焊点处拉锥而形成的耦合锥区(4)、在环形芯光纤(3)另一端经过加工形成的圆锥台(5)、环形排布于环形芯光纤(3)圆锥台端面的纳米金粒子(6)及镀在圆锥台端面的金膜(7)组成，其特征在于：光源(1)注入单芯光纤(2)的光通过耦合区在环形芯光纤(3)中激励起低阶模式径向偏振光，低阶模式径向偏振光在环形芯光纤(3)端面圆锥台斜面处全反射，反射至圆锥台端面的径向偏振光激发环形排布的纳米金粒子(6)产生表面等离子体激元，表面等离子体激元在环形芯光纤(3)端面金膜(7)上传播至中心并聚焦；

所述的单芯光纤(2)为单模光纤或多模光纤，光纤纤芯为光纤轴心；

所述的环形芯光纤(3)的环形芯位置关于光纤主轴对称，并处于同一内外包层中，环形芯内径20μm，外径23.2至26μm，仅LP₀₁模和LP₁₁模可传输；

所述的光纤表面等离子体激元由圆锥台斜面处全反射至圆锥台端面的径向偏振光所产生的倏逝场直接作用于纳米金粒子(6)激发，或者由反射至圆锥台端面的径向偏振光相遇干涉后所产生的倏逝场作用于纳米金粒子(6)进行激发。

2.一种光纤表面等离子体激元激发聚焦装置的制作方法，其特征在于：利用光纤熔接机将单芯光纤(2)一端和环形芯光纤(3)一端中心对准并焊接，在焊点处进行热拉锥至环形芯光纤(3)中激励起低阶模式径向偏振光，通过光纤端面研磨法将环形芯光纤(3)另一端面加工成设计角度及高度的圆锥台(5)，在圆锥台端面指定位置处环形排布纳米金粒子(6)，在圆锥台端面镀40-80nm的金膜(7)，即形成光纤SPP激发聚焦装置；

所述的低阶模式径向偏振光，是在监测环形芯光纤(3)出射光偏振特性的同时，利用光纤拉锥机在单芯光纤(2)与环形芯光纤(3)焊点处进行拉锥，依据环形芯光纤(3)中不同传输模式有效折射率不同的仿真结果，当环形芯光纤(3)中有效耦合入低阶模式径向偏振光后停止拉锥，在焊点处形成准锥形耦合区；

所述的环形排布纳米金粒子(6)，粒子尺寸小于300纳米，是球形、方形、三角形或棒状的的纳米金颗粒。