[发明专利]表面等离子体透镜制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及表面等离子体透镜领域，特别涉及一种单环、向心激发的表面 等离子体透镜的制作方法。

背景技术

目前的表面等离子体透镜大多数采用在金属膜上刻蚀制作出的环形结构 实现的。当径向偏振的入射光照射到该环形结构上时，能激发出表面等离子体， 激发出的表面等离子体从环上各点向环中心传播，在该中心同相干涉产生一个 表面等离子体焦点。但实际上在环上激发的表面等离子体既会向环中心传播， 也会向环外传播，而向环外传播的表面等离子体对环中心形成表面等离子焦点 没有贡献，导致该表面等离子体透镜效率不高。为了提高效率，现有做法是可 以在环的外侧增加反射表面等离子体的结构，虽然能提高效率，但是同时也增 加的表面等离子体透镜的复杂性，制作方法复杂，并使该器件的体积增大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种表面等离子体透镜制作方法，解决 了现有技术为了提高效率而使表面等离子体透镜的结构复杂，体积大的问题， 该表面等离子体透镜结构简单，制作方法简单，体积小，利于小型集成。

为解决上述问题，本发明提出一种表面等离子体透镜制作方法，包括：

提供基底；

在所述基底的上表面形成一定厚度的金属膜层；

刻蚀所述金属膜层的上表面以形成一主环形槽；

刻蚀所述主环形槽的槽底表面以形成一副环形槽，所述副环形槽沿所述主 环形槽的周向形成，所述主环形槽和副环形槽的环心连线垂直于所述金属膜层 上表面，所述主环形槽的外径大于所述副环形槽的外径，所述副环形槽的底部 端面高于所述金属膜层的下表面。

根据本发明的一个实施例，还包括：在提供所述基底之前清洗所述基底。

根据本发明的一个实施例，所述金属膜层为金属银膜。

根据本发明的一个实施例，所述主环形槽的内径等于所述副环形槽的内 径。

根据本发明的一个实施例，所述主环形槽和副环形槽的内径为1345nm。

根据本发明的一个实施例，所述主环形槽的槽宽大于所述副环形槽的槽 宽，所述主环形槽的槽深大于所述副环形槽的槽深。

根据本发明的一个实施例，所述主环形槽和副环形槽的截面槽型呈矩形。

根据本发明的一个实施例，所述主环形槽的槽宽为310nm，槽深为110nm。

根据本发明的一个实施例，所述副环形槽的槽宽为155nm，槽深为20nm。

根据本发明的一个实施例，所述金属膜层的厚度大于300nm，所述副环 形槽的底部端面高于所述金属膜层的下表面。

根据本发明的一个实施例，所述主环形槽和副环形槽采用聚焦离子束在所 述金属膜层上刻蚀而成。

根据本发明的一个实施例，表面等离子体透镜的工作波为径向偏振光，工 作波的波长在600nm～670nm之间。

根据本发明的一个实施例，所述工作波的波长为633nm。

采用上述技术方案后，本发明相比现有技术具有以下有益效果：本发明制 作单环向心激发的表面等离子体透镜，在金属膜层上形成主环形槽作为工作的 单环，在主环形槽的底部形成与主环形槽同轴向(或者从上方看下来是同心) 的副环形槽，当径向偏振光入射时，在主环形槽上激发出的表面等离子体在副 环形槽的作用下，全部往环内单向传播，不会或很少往环外传播，可以提高该 表面等离子体透镜的效率，且结构简单，制作方法也简单，体积小，利于小型 化集成。

附图说明

图1是本发明实施例的表面等离子体透镜制作方法的流程示意图；

图2是本发明实施例的表面等离子体透镜的俯视示意图；

图3是本发明实施例的表面等离子体透镜的剖面示意图；

图4是本发明实施例与现有技术的表面等离子体透镜聚焦对比图；

图5是本发明实施例的表面等离子体透镜入射光波长与效率关系图。

图中标记说明：1-入射光，2-金属膜层，3-基底，4-主环形槽，5-副环形 槽。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对 本发明的具体实施方式做详细的说明。